главная > справочник > химическая энциклопедия:

Железа оксиды

Железа оксиды. Оксид FeO (в технике - вюстит). В кристаллич. решетке вюстита имеются вакантные узлы, и его состав отвечает формуле Fe_xO, где х = 0,89-0,95; уравнение температурной зависимости давления разложения: lg p(O₂, в мм рт. ст.) = - 26730/T+ 6,43 (T > 1813 К); см. также табл. В воде практически не раств., хорошо раств. в кислотах, растворах щелочей. Легко окисляется; пирофорeн. После прокаливания хим. активность и пирофорность FeO снижаются. В природе - чрезвычайно редкий минерал иоцит. Получают восстановлением Fe₂O₃ водородом либо СО или при прокаливании в атмосфере N₂ 2FeC₂O₄.3H₂O. Сесквиоксид Fe₂O₃ существует в трех полиморфных модификациях: наиб. устойчивая а (минерал гематит), g (маггемит, оксимагнетит) и d (с тригональной кристаллич. решеткой); температуры перехода a : g 677°С, g : d 777°С; DH⁰ перехода a : g 0,67 кДж/моль. Для модификации a-Fe₂O₃ уравнение температурной зависимости давления разложения: lg p(O₂, в мм рт. ст.) = - 10291/T+ 5,751gT - 1,09.10^-3Т -0,75.10⁵Т^-2 - 12,33; раств. в соляной и серной кислотах, слабо - в HNO₃; парамагнетик. точка Нееля 953 К. Модификации g- и d-Fe₂O₃ ферримагнитны; g-Fе₂О₃образуется при низкотемпературном окислении Fe₃O₄ и Fe, d-Fe₂O₃ м. б. получен при гидролизе и окислении растворов солей Fe(II).

Оксид Fe(II,III) - соед. формулы Fe₃O₄, или FeO.Fe₂O₃, Fe^II(Fe^IIIO₂)₂ (минерал магнетит), при нагр. разлагается; при 627 °С α-форма переходит в β; уравнение температурной зависимости давления разложения: lgp(O₂, в мм рт. ст.) = = - 33265/Т+ 13,37 (Т > 843 К); ферримагнетик. точка Кюри 900 К; отличается высокой электрич. проводимостью. Раств. в кислотах с образованием солей Fe(II) и Fe(III), прокаленный при 1200-1300 °С прир. магнетит практически не раств. в кислотах и их смесях. При нагр. на воздухе окисляется до Fe₂O₃. Получают действием водяного пара на раскаленное железо. восстановлением Fe₂O₃, окислением FeO.

Железа оксидам соответствует ряд гидроксидов. Гидроксид Fe(OH)₂ образуется при действии щелочи на водные растворы солей Fe(II); быстро окисляется до FeO(OH). Р-римость в воде 0,00015 г в 100 г (18°С), раств. в кислотах, растворах щелочей с образованием гидроксоферратов(II), например Na₂[Fe(OH)₄], и растворах NH₄Cl.

Гидроксиды Fe(III) образуют в природе ряд бурых железняков: гидрогематит Fe₂O₃.0,1H₂O (твердый раствор воды в гематите), турьит 2Fe₂O₃.Н₂О (тонкая мех. смесь гётита и гидрогематита), гётит a-FeO(OH), или Fe₂O₃.H₂O, лепидокрокит g-FeO(OH), гидрогётит 3Fe₂O₃.4H₂O, лимонит 2Fe₂O₃.3H₂O, ксантосидерит Fe₂O₃.2H₂O и лимнит Fe₂O₃.3H₂O (твердые растворы воды в гётите).

Лимнит совпадает по составу с искусств. гидрогелем Fe(OH)₃, получаемым осаждением щелочью из растворов солей Fe(III). При прокаливании гидроксиды Fe превращаются в a-Fe₂O₃.

Гидроксид Fe(OH)₃ - очень слабое основание; амфотерен, при оглавлении со щелочами или основными оксидами образуют соли не выделенной в своб. состоянии железистой кислоты НFеО₂ - ферраты(III), или ферриты, напр. NaFeO₂. При окислении Fe(OH)₃ в щелочной среде сильными окислителями образуются соли не существующей железной кислоты H₂FeO₄ (триоксид FeO₃ также неизвестен) - ферраты(VI), например K₂FeO₄, - красно-фиолетовые кристаллы; при 120-200 °С разлагаются на Fe₂O₃, M₂O и О₂; более сильные окислители, чем КМnО₄.

Прир. оксиды и гидроксиды Fe - сырье в произ-ве Fe, природные и синтетические - минер. пигменты (см. Железная слюдка, Железооксидные пигменты, Железный сурик, Мумия, Охры, Умбра); FeO - промежут. продукт в произ-ве Fe и ферритов, компонент керамики и термостойких эмалей; a-Fe₂O₃ - компонент футеровочной керамики, цемента, термита, поглотит. массы для очистки газов, полирующего материала (крокуса), используют для получения ферритов; g-Fe₂O₃ - рабочий слой магн. лент; Fe₃O₄- материал для электродов при электролизе хлоридов щелочных металлов, компонент активной массы щелочных аккумуляторов, цветного цемента, футеровочной керамики, термита; Fe(OH)₂-промежут. продукт при получении оксидов железа и активной массы железо-никелевых аккумуляторов; Fe(OH)₃ - компонент поглотительной массы для очистки газов, катализатор в орг. синтезе. Лит.: см. при ст. Железо. © Е. Ф. Вeгман.