Óxido de ferro (III)

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Óxido de Ferro (III)
Alerta sobre risco à saúde
Iron(III)-oxide-sample.jpg
Haematite-unit-cell-3D-balls.png
Outros nomes Óxido Férrico
Hematite
Identificadores
Número CAS 1317-60-8
[1309-37-1
[1309-37-1] (Iron Oxide Red)&rn=1 1317-60-8
[1309-37-1]
[1309-37-1] (Iron Oxide Red)]
Propriedades
Fórmula molecular Fe2O3
Massa molar 159.69 g/mol
Aparência vermelho-castanho sólido
Densidade 5.242 g/cm3, solid
Ponto de fusão

1566 °C (1838 K) decomp.

Solubilidade em água insolúvel
Estrutura
Estrutura cristalina Romboédrica
Termoquímica
Entalpia padrão
de formação
ΔfHo298
−825.50 kJ/mol
Riscos associados
Classificação UE não listado
Ponto de fulgor não inflamavel
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Sulfeto de ferro (II)
Outros catiões/cátions Óxido de ferro (II)
Óxido de ferro (II,III)
Óxido de rutênio (IV)
Óxido de ósmio (IV)
Excepto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições PTN

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Alerta sobre risco à saúde.

Óxido de ferro (III) ou óxido férrico, também conhecido como hematita, óxido de ferro vermelho, ou simplesmente ferrugem, é o composto químico de fórmula Fe2O3. Possui propriedades paramagnéticas.O óxido férrico pode também ser obtido pela reação de óxido-redução : 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3.


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Estrutura[editar | editar código-fonte]

Fe 2 O 3 pode ser obtida em vários polimorfos . Na queridos principais, α e γ, ferro adota geometria de coordenação octaédrica. Ou seja, cada centro de Fe está ligado a oxigénio seis ligandos .

Fase Alpha[editar | editar código-fonte]

α-Fe 2 O 3 tem o romboédrica , corindo (α-Al 2 O 3 estrutura) e é a forma mais comum.Ocorre naturalmente como o mineral hematita , que é extraído como o principal minério de ferro. É antiferromagnetic abaixo ~ 260 K ( Morin transição de temperatura), e apresenta uma fraca ferromagnetismo entre 260 K e a temperatura de Néel , 950 K. [ 2 ] É fácil de preparar usando tanto a decomposição térmica e a precipitação na fase líquida. As suas propriedades magnéticas são dependentes de vários factores, por exemplo, a pressão, o tamanho da partícula, e a intensidade do campo magnético.

Fase Gamma[editar | editar código-fonte]

γ-Fe 2 O 3 tem um cúbico estrutura. É metaestável e converte para a fase de alfa a temperaturas elevadas. Ocorre naturalmente como o mineral maghemita . Éferromagnético e encontra aplicação em fitas de gravação, [ 3 ] embora partículas ultrafinasmenores que 10 nanômetros são superparamagnético . Ele pode ser preparado por desidratação térmica de gama de ferro (III) óxido-hidróxido , oxidação cuidadosa de ferro (II, III) óxido . Outro método envolve a oxidação cuidadosa de Fe 3 O 4 . [ 3 ] As partículas ultrafinas pode ser preparado por decomposição térmica de ferro (III), oxalato .carece de fontes ]

Outras fases[editar | editar código-fonte]

Várias outras fases tenham sido identificados ou reivindicado. A fase beta é cúbica centrada corpo (grupo espacial Ia3), metastável e, a temperaturas acima de 500 ° C (930 ° F) converte a fase alfa. Ele pode ser preparado através da redução da hematite por carbono, pirólise de cloreto de ferro (III) da solução, ou a decomposição térmica do ferro (III), sulfato . A fase epsilon é rômbico, e mostra propriedades intermédias entre alfa e gama. Até agora não foi preparado na sua forma pura, é sempre misturado com as fases de fase alfa ou gama. Materiais com uma elevada proporção de fase epsilon podem ser preparados por transformação térmica de a fase gama. Esta fase também é metastável, a transformação para a fase de alfa-se entre 500 e 750 ° C (930 e 1380 ° F). Também pode ser preparado por oxidação do ferro em uma de arco eléctrico ou por sol-gel, a precipitação a partir de nitrato de ferro (III) .carece de fontes ] Além disso a alta pressão um amorfo é reivindicada forma. [ 4 ]

Óxidos de ferro hidratado (III)[editar | editar código-fonte]

Vários hidratos de Ferro (III) existe óxido. Quando alcalino é adicionado às soluções de sais solúveis em Fe (III), forma-se um precipitado gelatinoso castanho-avermelhadas. Isto é não Fe (OH) 3 , mas de Fe 2 O 3 · H 2 O (também escrito na forma de Fe (O) OH). Várias formas de óxido hidratado de ferro (III) existem também. O vermelho lepidocrocita γ-Fe (O) OH, ocorre no exterior darusticles , eo laranja goetite , a qual ocorre internamente no rusticles . Quando Fe 2 O 3 · H 2 O é aquecida, ela perde a sua água de hidratação. Aquecimento adicional de 1,670 K converte Fe 2 O 3 a preto Fe 3 O 4 (Fe II Fe III 2 O 4 ), que é conhecido como o mineralmagnetita . Fe (O) OH é solúvel em ácidos, dando [Fe (OH 2 ) 6 ] 3 + . Em alcalino aquoso concentrado, Fe 2 O 3 dá [Fe (OH) 6 ] 3 - .[ 3 ]

Reações[editar | editar código-fonte]

A reação mais importante é a sua redução carbotérmica , que dá de ferro utilizado na produção de aço:

2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2

Outra reacção redox é extremamente exotérmica termita reacção com o alumínio . [ 5 ]

2 Al + Fe 2 O 3 → 2 Fe + Al 2 O 3

Este processo é usado para soldar metais grossas como carris de trilhos de trem, usando um recipiente de cerâmica para canalizar o ferro fundido entre duas seções de trilho. Thermite também é usado em armas e fazendo pequenos esculturas e ferramentas de ferro fundido.

A redução parcial com hidrogénio a cerca de 400 ° C dá a magnetita , um material magnético preto que contém ambos Fe (III) e Fe (II):[ 6 ]

3 Fe 2 O 3 + H 2 → 2 Fe 3 O 4 + H 2 O

Ferro (III), óxido é insolúvel em água [precisa citatation], mas dissolve-se facilmente em um ácido forte, por exemplo, clorídrico e ácido sulfúrico . Também se dissolve bem na solução dos agentes quelantes, tais como EDTA e ácido oxálico .

(Iii) os óxidos de ferro Aquecimento com outros óxidos ou carbonatos de metal produz materiais conhecidos como ferratos : [ 6 ]

ZnO + Fe 2 O 3 → Zn (FeO 2 ) 2

Preparação[editar | editar código-fonte]

Ferro (III), óxido é um produto da oxidação do ferro. Pode ser preparado no laboratório pela electrólise de uma solução de bicarbonato de sódio, um electrólito inerte, com um ânodo de ferro:

4 Fe + 3 O 2 + 2 H 2 O → 4 de FeO (OH)

O óxido de ferro hidratado resultante (III), como aqui escrito Fe (O) OH, desidrata a cerca de 200 ° C. [ 6 ] [ 7 ]

2 FeO (OH) → Fe 2 O 3 + H 2 O

Ele também pode ser preparado por decomposição térmica do ferro hidróxido de (III) sob condições de temperatura acima de 200 ° C.

2 Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

Usos[editar | editar código-fonte]

Indústria de ferro[editar | editar código-fonte]

A grande aplicação de óxido de ferro (III) é como a matéria-prima das indústrias de aço e ferro, por exemplo, a produção de ferro, aço e muitas ligas. [ 7 ]

Polimento[editar | editar código-fonte]

Um pó muito fino de óxido de ferro é conhecido como "rouge de joalheiro", "rouge vermelho" ou, simplesmente, rouge. Ele é usado para dar o polimento final sobre jóias metálicas e lentes , e historicamente como um cosmético . Cortes Rouge mais lentamente do que alguns esmaltes modernos, como óxido de cério (IV), mas ainda é usado em ótica de fabricação e por joalheiros para o acabamento superior que pode produzir. Ao polir o ouro, o rouge ligeiramente mancha o ouro, o que contribui para o aparecimento da peça acabada.Rouge é vendido como um pó, pasta, atado em panos de polimento, ou barra sólida (com cera ou graxa fichário). Outros compostos de polimento também são freqüentemente chamados de "rouge", mesmo quando eles não contêm óxido de ferro. Jewelers remover o rouge residual em jóias por uso de limpeza ultra-sônica . Os produtos vendidos como " stropping composto "são muitas vezes aplicado a uma tira de couro de couro para auxiliar na obtenção de uma borda de lâmina em facas, navalhas, ou qualquer outra ferramenta afiada.

Pigmento[editar | editar código-fonte]

Óxido de ferro (III) também é usado como um pigmento , sob os nomes de "Pigment Brown 6", "Pigmento Castanho 7", e "Pigment Red 101". [ 8 ] Alguns deles, por exemplo, Pigmento Vermelho 101 e Pigmento Castanho 6, são Food and Drug Administration (FDA) aprovou-a utilização em cosméticos. Os óxidos de ferro são utilizados como pigmentos em compósitos dentários, juntamente com os óxidos de titânio. [ 9 ]

Hematita é o componente característico do sueco cor da pintura Falu vermelho .

Magnetic Recording[editar | editar código-fonte]

Óxido de Ferro (III) é a partícula magnética mais comumente utilizada para gravação magnética em discos rígidos e fitas de áudio. O óxido é misturado com um ligante e revestida sobre um substrato de película plástica. Fita magnética é utilizada em áudio e vídeo e cassetes de bobina. O óxido é magnetizado no processo de gravação do padrão dos sinais de áudio. Quando a fita é reproduzida, o óxido de ferro magnetizado agora é executado por cima das cabeças de fita, gerando um sinal elétrico que é alimentado a um amplificador de áudio e alto-falantes para reproduzir o som gravado.

Fotocatálise[editar | editar código-fonte]

α-Fe 2 O 3 tem sido estudada como uma fotoanodo para a reacção de água de separação de mais de 25 anos. [ 10 ]

Veja também[editar | editar código-fonte]

  • Os óxidos de ferro

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. ^ Ir até:um b Zumdahl, Steven S. (2009). princípios químicos 6 Ed . Houghton Mifflin Company. p. A22. ISBN 0-618-94690-X .
  2. Ir para cima^ Greedon, JE (1994). "óxidos magnéticos". Em King, R. Bruce. Enciclopédia de Química Inorgânica . New York: John Wiley & Sons.ISBN 0-471-93620-0 .
  3. ^ Ir até:a b c . Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). "Capítulo 22: d -bloco de metal química: os primeiros elementos de linha ".Química Inorgânica, 3 ª Edição . Pearson. p. 716. ISBN 978-0-13-175553-6 .
  4. Ir para cima^ "Oxid železitý, Fe2O3" (em checo) . Retirado 20 de junho de 2009 .
  5. Ir para cima^ Adlam; Preço (1945). Escola Superior Certificado de Química Inorgânica . Leslie Slater Price.
  6. ^ Ir até:a b c Handbook of preparativa Química Inorgânica, 2 ª ed. Editado por G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 1661.
  7. ^ Ir até:um b .; Greenwood, NN Earnshaw, A. (1997) Química do Elemento (2nd ed.). Oxford:. Butterworth-Heinemann ISBN 0-7506-3365-4 .
  8. Ir para cima^ Tintas e Revestimentos de superfície: Teoria e Prática . William Andrew Inc. ISBN 1-884207-73-1 .
  9. Ir para cima^ Banerjee, Avijit (2011). manual de Dentística da Pickard . Estados Unidos: Oxford University Press Inc., New York. p. 89. ISBN 978-0-19-957915-0 .
  10. Ir para cima^ Kay, A., Cesar, I. e Grätzel, M, Journal of the American Chemical Society 2006 , 128 , 15714-15721