Vas(II,III)-oxid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. december 7-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 11 szerkesztést igényelnek .

vas-oxid (II, III).

Tábornok
Szisztematikus név	vas-oxid (II, III).
Hagyományos nevek	vas-oxid, vas-oxid, magnetit , mágneses vasérc
Chem. képlet	${\ce {Fe3O4}}$
Fizikai tulajdonságok
Állapot	fekete kristályok
Moláris tömeg	231,54 g/ mol
Sűrűség	5,11; 5,18 g/cm³
Keménység	5,6-6,5
Termikus tulajdonságok
Hőfok
• olvadás	december. 1538; 1590; 1594 °C
Mol. hőkapacitás	144,63 J/(mol K)
Entalpia
• oktatás	−1120 kJ/mol
Osztályozás
Reg. CAS szám	1317-61-9
PubChem	16211978
Reg. EINECS szám	215-277-5
MOSOLYOK	O1[Fe]2O[Fe]O[Fe]1O2
InChI	InChI=1S/3Fe.4OSZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N
CHEBI	CHEBI:50821
ChemSpider	17215625 , 21169623 és 21250915
Biztonság
NFPA 704	0 0 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Vas-oxid (II, III), vas-oxid, vaskő - szervetlen vegyület, kettős vas-fém -oxid , amelynek képlete vagy , fekete kristályok, vízben oldhatatlan, kristályos hidrát van . ${\ce {Fe3O4}}$ ${\ce {FeO.Fe2O3}}$

Levegőn hevítve acél és vas tárgyak felületén képződik fekete vízkőréteg formájában.

A természetben lenni

A természetben az ásványi magnetit (mágneses vasérc) nagy lerakódásai vannak - különféle szennyeződésekkel. ${\ce {Fe3O4}}$

Nanokristályok formájában (42-45 nm méretű) magnetitet találtak mágnesre érzékeny baktériumokban [1] és postagalambok csőrszövetében [2] .

Getting

A vaspor égése levegőben:

{\ce {3 Fe + 2 O2 ->[150-600^oC] Fe3O4))

A túlhevített gőz hatása a vasra:

{\ce {3 Fe + 4 H2O ->[800^oC] Fe3O4 + 4 H2))

A vas(III)-oxid óvatos redukciója hidrogénnel :

{\ce {3 Fe2O3 + H2 ->[400^oC] 2 Fe3O4 + H2O))

Visszanyerés szén-monoxiddal (II) :

${\ce {CO + 3Fe2O3->2Fe3O4 + CO2))$

Fizikai tulajdonságok

A vas-oxid (II, III) szobahőmérsékleten köbös rendszerű fekete kristályokat képez , F d 3 m tércsoport , sejtparaméterek a = 0,8393 nm , Z = 8 (fordított spinell szerkezet ). 627 °C - on az α -forma átalakul β - formává. 120-125 K alatti hőmérsékleten a monoklin forma stabil.

858 K (572 °C) Curie - pontú ferrimágnes [3] .

Van némi elektromos vezetőképessége . Az elektromos vezetőképesség alacsony. Félvezető .

Az egykristály magnetit valódi elektromos vezetőképessége szobahőmérsékleten maximális ( 250 Ω −1 cm −1 ), a hőmérséklet csökkenésével gyorsan csökken, és a Verwey-átmenet hőmérsékletén eléri az 50 Ω −1 cm −1 értéket. (fázisátmenet köbösből alacsony hőmérsékletű monoklin szerkezetbe, amely T V = 120-125 K alatt van ) [4] . A monoklin alacsony hőmérsékletű magnetit elektromos vezetőképessége 2 nagyságrenddel kisebb, mint a köbös magnetité ( ~1 Ω −1 cm −1 T V -nél ); Ez, mint minden tipikus félvezető, nagyon gyorsan csökken a hőmérséklet csökkenésével, és eléri a több egységet ×10 −6 Ω −1 cm −1 50 K -en . Ugyanakkor a monoklin magnetit, ellentétben a köbössel, jelentős elektromos vezetőképesség anizotrópiát mutat - a vezetőképesség a fő tengelyek mentén több mint 10-szeres eltérést mutathat . 5,3 K hőmérsékleten az elektromos vezetőképesség eléri a minimum ~10 -15 Ω -1 cm -1 értéket , és a hőmérséklet további csökkenésével növekszik. Szobahőmérséklet feletti hőmérsékleten az elektromos vezetőképesség lassan ≈180 Ω −1 cm −1 -re csökken 780-800 K hőmérsékleten , majd nagyon lassan növekszik egészen a bomlási hőmérsékletig [5] .

A polikristályos magnetit elektromos vezetőképességének mért értéke a repedések jelenlététől és azok orientációjától függően több százszoros eltérést mutathat.

Kristályos hidrát összetételt képez . ${\ce {Fe3O4.2H2O}}$

Kémiai tulajdonságok

Melegítés hatására lebomlik:

{\ce {2 Fe3O4 ->[1538^oC] 6 FeO + O2))

Reagál híg savakkal :

{\ce {Fe3O4 + 8 HCl -> FeCl2 + 2 FeCl3 + 4 H2O))

Reagál koncentrált oxidáló savakkal:

{\ce {Fe3O4 + 10 HNO3 -> 3 Fe(NO3)3 + NO2 ^ + 5 H2O))

Összeolvadáskor reagál lúgokkal :

{\ce {Fe3O4 + 14 NaOH ->[400-500^oC] Na4FeO3 + 2 Na5FeO4 + 7 H2O))

Légköri oxigénnel oxidálva :

{\ce {4 Fe3O4 + O2 ->[450-600^oC] 6 Fe2O3))

Hidrogénnel és szén-monoxiddal redukálva :

{\ce {Fe3O4 + 4 H2 -> [1000^oC] 3 Fe + 4 H2O))

{\ce {Fe3O4 + 4 CO ->[700^oC] 3 Fe + 4 CO2))

Fémvassal való szinterezéskor arányos :

{\ce {Fe3O4 + Fe ->[900-1000^oC] 4 FeO))

Alkalmazás

Speciális elektródák gyártásához.
Fekete pigmentként [6] .
Termitkeverékek részeként [7] .
A nanokristályokat kontrasztanyagként használják az orvosi diagnosztikában mágneses rezonancia képalkotással [8] .
Az élelmiszeriparban élelmiszerszínezékként használják ( E172 ) .

Jegyzetek

↑ Cornell, Rochelle M. A vas-oxidok: szerkezet, tulajdonságok, reakciók, előfordulások és felhasználások / 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 (2000. december). „Szuperparamágneses magnetit a házigalambok felső csőrszövetében”. Biofémek . 13 (4): 325-31. DOI : 10.1023/A:1009214526685 . PMID 11247039 .
↑ Egyes anyagok Curie-pontjai. . Letöltve: 2020. december 7. Az eredetiből archiválva : 2014. március 31. (határozatlan)
↑ Verwey EJW, Haayman PW Magnetit elektronikus vezetőképessége és átmeneti pontja („Fe 3 O 4 ”) (német) // Physica. - 1941. - Bd. 8 , H. 9 . - S. 979-987 . - doi : 10.1016/S0031-8914(41)80005-6 . - .
↑ Anyag: Fe 3 O 4 . Tulajdonság: elektromos vezetőképesség // Semiconductors / Szerk.: O. Madelung et al. - Springer, 2000. - ISBN 978-3-540-64966-3 .
↑ Gunter Buxbaum, Gerhard Pfaff (2005) Industrial Inorganic Pigments 3d edition Wiley-VCH ISBN 3-527-30363-4
↑ Termit . Amazing Rust.com (2001. február 7.). Letöltve: 2011. október 12. Az eredetiből archiválva : 2011. július 7.. (határozatlan)
↑ Babes L, Denizot B, Tanguy G, Jallet P (1999. április). „MRI kontrasztanyagként használt vas-oxid nanorészecskék szintézise: Paraméteres vizsgálat.” Journal of Colloid and Interface Science . 212 (2): 474-482. Bibcode : 1999JCIS..212..474B . DOI : 10.1006/jcis.1998.6053 . PMID 10092379 .

Irodalom

Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. et al. - M . : Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - 671 p. — ISBN 5-82270-035-5 .
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. et al. - 2. kiadás, javítva. - M. - L .: Kémia, 1966. - T. 1. - 1072 p.
Egy vegyész kézikönyve / Szerkesztőbizottság: Nikolsky B.P. és mások - 3. kiadás, Rev. - L . : Kémia, 1971. - T. 2. - 1168 p.
Lidin R. A. et al .: Szervetlen anyagok kémiai tulajdonságai: Proc. juttatás az egyetemek számára. - 3. kiadás, Rev. - M . : Chemistry, 2000. - 480 p. — ISBN 5-7245-1163-0 .
Ripan R., Chetyanu I. Szervetlen kémia. Fémek kémiája. - M . : Mir, 1972. - T. 2. - 871 p.

oxidok
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO Al 2 O 3 NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Mint 2 O 3 Mint 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	2 O InO 2 O 3 - ban	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	Nál nél
Fr	Ra		RF	Db	Sg	bh	hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 Pro 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tuberkulózis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	THO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Vö . 2 O 3	Es	fm	md	nem	lr