Оксид-гидроксид железа (III) - Iron(III) oxide-hydroxide

Оксид-гидроксид железа (III)
Образцы моногидрата оксида-гидроксида железа (III) во флаконе и ложке
Имена
Название ИЮПАК
Оксид-гидроксид железа (III)
Другие имена
Железная кислота
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.039.754 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 215-176-6
MeSHГетит
Характеристики
FeO (ОН)
ВнешностьЯркие, темно-оранжевые, непрозрачные кристаллы
Запахбез запаха
Плотность4,25 г / см3
нерастворим при pH 7
2.79×10−39 для Fe (OH)3[1]
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Фармакология
B03AB04 (ВОЗ)
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Оксид-гидроксид железа (III) или же оксигидроксид железа[2] химическое соединение утюг, кислород, и водород с формулой FeO (ОН).

Соединение часто встречается как одно из гидраты, FeO (ОН)·пЧАС
2О [Ржавчина]. Моногидрат FeO (ОН)·ЧАС
2О (CAS 51274-00-1, C.I. 77492) часто называют гидроксид железа (III) Fe (ОН)
3, гидратированный оксид железа, желтый оксид железа, или же Пигмент желтый 42.

Природные явления

Безводный гидроксид трехвалентного железа встречается в природе как чрезвычайно редкий минерал. берналит, Fe (OH)3·пH [3][4] Оксигидроксиды Fe, FeOOH, гораздо более распространены и встречаются в природе как структурно разные минералы (полиморфы) обозначаются греческими буквами α, β, γ и δ.

  • Гетит, α-FeO ​​(OH), использовался в качестве охристого пигмента с доисторических времен.
  • Акаганеит является β-полиморфом,[5] образовался в результате выветривания и известен своим присутствием в некоторых метеоритах и ​​на поверхности Луны. Однако недавно было определено, что он должен содержать некоторые хлористый ионы, чтобы стабилизировать его структуру, так что его более точная формула FeO
    0.833    (ОЙ)
    1.167    Cl
    0.167     или же Fe
    6    О
    5    (ОЙ)
    7    Cl    .[6]
  • Фероксигит (δ) образуется в условиях высокого давления на морском и океаническом дне, будучи термодинамически нестабильным по отношению к α-полиморфу (гетиту) на поверхности.

Гетит и лепидокрокит, кристаллизующиеся в орторомбической системе, являются наиболее распространенными формами оксигидроксида железа (III) и важнейшими минеральными переносчиками железа в почвах.

Оксигидроксид железа (III) является основным компонентом других минералов и минералоиды:

Характеристики

Цвет оксигидроксида железа (III) варьируется от желтого до темно-коричневого до черного, в зависимости от степени гидратации, размера и формы частиц, а также кристаллической структуры.

Структура

Кристаллическая структура β-FeOOH (акаганеит) - это голландит или же BaMn
8О
16. Элементарная ячейка тетрагональная с а= 1,048 и c=0.3023 нм, и содержит восемь формульных единиц FeOOH. Его размеры составляют около 500 × 50 × 50 нм. Twinning часто производит частицы в форме шестиугольных звезд. [2]

Химия

При нагревании β-FeOOH разлагается и перекристаллизовывается как α-Fe
2О
3 (гематит ).[2]

Использует

Лимонит, смесь различных гидратов и полиморфов оксигидроксида железа, является одним из трех основных железные руды, которые использовались по крайней мере с 2500 г. до н. э.[7][8]

Желтый оксид железа или желтый пигмент 42 - это Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) одобрено для использования в косметика и используется в некоторых татуировка чернила.

Оксид-гидроксид железа также используется в аквариум водоподготовка как фосфат связующее.[9]

Оксид железа гидроксид наночастицы были изучены насколько возможно адсорбенты для удаления свинца из водных сред.[10]

Производство

Оксигидроксид железа (III) осаждается из растворов солей железа (III) при pH между 6,5 и 8.[11] Таким образом, оксигидроксид можно получить в лаборатории путем реакции с солью железа (III), такой как хлорид железа или же нитрат железа, с едкий натр:[12]

FeCl
3 + 3 NaOH → Fe (ОН)
3 + 3 NaCl
Fe (НЕТ
3)
3 + 3 NaOH → Fe (ОН)
3 + 3 NaNO
3

Фактически, при растворении в воде чистый FeCl
3 буду гидролизовать до некоторой степени, образуя оксигидроксид и делая раствор кислым:[11]

FeCl
3 + 2 ЧАС
2О ↔ FeOOH + 3 HCl

Следовательно, это соединение можно также получить разложением кислых растворов хлорида железа (III), выдерживаемых вблизи точки кипения в течение нескольких дней или недель:[13]

FeCl
3 + 2 ЧАС
2О → FeOOH(s) + 3 HCl(грамм)

(Тот же процесс применяется к нитрат железа (III) Fe (НЕТ
3)
3 или же перхлорат Fe (ClO
4)
3 вместо растворов образуются частицы α-Fe
2О
3.[13])

Другой аналогичный путь - разложение нитрата железа (III), растворенного в стеариновая кислота примерно при 120 ° C.[14]

Оксигидроксид, полученный из хлорида железа, обычно представляет собой β-полиморф (акаганеит), часто в форме тонких игл.[13][15]

Оксигидроксид также можно получить твердофазным превращением из хлорид железа (II) тетрагидрат FeCl
2·4ЧАС
2О.[5]

Соединение также легко образуется, когда гидроксид железа (II) подвергается воздействию воздуха:

4Fe (ОН)
2 + О
2 → 4 FeOOH + 2 ЧАС
2О

Гидроксид железа (II) также может быть окислен пероксид водорода в присутствии кислоты:

2Fe (ОН)
2 + ЧАС
2О
2 → 2 Fe (ОН)
3

Безопасность

Риск и фразы безопасности для оксидов железа R36, R37, R38, S26, и S36.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2015-02-26. Получено 2015-02-23.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  2. ^ а б c A. L. Mackay (1960): «β-оксигидроксид железа». Минералогический журнал (Журнал Минералогического общества), том 32, выпуск 250, страницы 545-557. Дои:10.1180 / минмаг.1960.032.250.04
  3. ^ https://www.mindat.org/min-635.html
  4. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  5. ^ а б А. Л. Маккей (1962): «β-оксигидроксид железа - акаганеит», Минералогический журнал (Журнал Минералогического общества), том 33, выпуск 259, страницы 270-280 Дои:10.1180 / минмаг.1962.033.259.02
  6. ^ К. Ремазей и Ф. Рефаит (2007): «Об образовании β-FeOOH (акаганеита) в хлоридсодержащих средах». Наука о коррозии, том 49, выпуск 2, страницы 844-857. Дои:10.1016 / j.corsci.2006.06.003
  7. ^ Макихерн, Скотт (1996): «Начало железного века к северу от гор Мандара, Камерун и Нигерия». В В Пвити, Гилберт и Сопер, Роберт (редакторы) (1996) Аспекты африканской археологии: материалы десятого Панафриканского конгресса Университет Зимбабве Press, Хараре, Зимбабве, ISBN  978-0-908307-55-5, страницы 489-496. В архиве здесь 11 марта 2012 г.
  8. ^ Диоп-Маес, Луиза Мари (1996): "La question de l'Âge du fer en Afrique" ("Вопрос о железном веке в Африке"). Анкх, том 4/5, страницы 278-303. В архиве на 2008-01-25.
  9. ^ Гидроксид железа (GFO) Фосфатные связующие
  10. ^ Сафура Рахими, Розита М. Моаттари, Лалех Раджаби, Али Ашраф Дерахшан и Мохаммад Кейхани (2015): «Наночастицы оксида / гидроксида железа (α, γ-FeOOH) как высокопотенциальные адсорбенты для удаления свинца из загрязненных водных сред». Журнал промышленной и инженерной химии, том 23, страницы 33-43. Дои:10.1016 / j.jiec.2014.07.039
  11. ^ а б Тим Грундл и Джим Делвиче (1993): "Кинетика осаждения оксигидроксида железа". Журнал гидрологии загрязнителей, том 14, выпуск 1, страницы 71-87. Дои:10.1016 / 0169-7722 (93) 90042-Q
  12. ^ К. Х. Гейер и Лео Вунтнер (1956): «Растворимость гидроксида и гидроксида железа в кислых и основных средах при 25 °». Журнал физической химии, том 60, выпуск 11, страницы 1569–1571. Дои:10.1021 / j150545a021
  13. ^ а б c Эгон Матиевич и Пауль Шайнер (1978): «Золи закиси железа: III. Получение однородных частиц путем гидролиза растворов хлорида, нитрата и перхлората Fe (III)». Журнал коллоидной и интерфейсной науки, том 63, выпуск 3, страницы 509-524. Дои:10.1016 / S0021-9797 (78) 80011-3
  14. ^ Дэн Ли, Ван Сяохуэй, Ганг Сюн, Люд Лу, Сюйцзе Ян и Синь Ван (1997 г.): «Новая техника приготовления ультратонких Fe
    2    О
    3     через гидратированный нитрат железа (III) ». Журнал материаловедения Letters том 16, страницы 493–495 Дои:10.1023 / А: 1018528713566
  15. ^ Дональд О. Уиттмор и Дональд Ленгмюр (1974): «Микрочастицы оксигидроксида железа в воде». Перспектива гигиены окружающей среды, том 9, страницы 173-176. Дои:10.1289 / ehp.749173