Оксид-гидроксид железа (III) или оксигидроксид железа [2] представляет собой химическое соединение железа , кислорода и водорода с формулой FeO (OH) .
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК Оксид-гидроксид железа (III) | |
Другие названия Железная кислота | |
Идентификаторы | |
| |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.039.754 |
Номер ЕС |
|
MeSH | Гетит |
PubChem CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
FeO (ОН) | |
Появление | Яркие, темно-оранжевые, непрозрачные кристаллы |
Запах | без запаха |
Плотность | 4,25 г / см 3 |
нерастворим при pH 7 | |
Произведение растворимости ( K уд ) | 2,79 × 10 -39 для Fe (OH) 3 [1] |
Опасности | |
NFPA 704 (огненный алмаз) | |
Фармакология | |
B03AB04 ( ВОЗ ) | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Соединение часто встречается в виде одного из его гидратов , FeO (OH) · n H.
2О [ржавчина]. Моногидрат FeO (OH) · H
2O (CAS , CI 77492) часто называют гидроксидом железа (III) Fe (OH).
3, гидратированный оксид железа , желтый оксид железа или желтый пигмент 42 .
Природные явления
Безводный гидроксид трехвалентного железа встречается в природе как чрезвычайно редкий минерал берналит , Fe (OH) 3 · n H 2 O (n = 0,0-0,25). [3] [4] Оксигидроксиды железа, FeOOH , встречаются гораздо чаще и встречаются в природе в виде структурно различных минералов (полиморфов), обозначаемых греческими буквами α, β, γ и δ.
- Гетит , α-FeO (OH), использовался в качестве охристого пигмента с доисторических времен.
- Акаганеит - это β-полиморф [5], образованный в результате выветривания и известный своим присутствием в некоторых метеоритах и на поверхности Луны. Однако недавно было определено, что он должен содержать некоторые ионы хлорида для стабилизации его структуры, поэтому его более точная формула - FeO.
0,833(ОЙ)
1,167Cl
0,167или Fe
6О
5(ОЙ)
7Cl . [6]
- Лепидокрокит , γ-полиморф, обычно встречается в виде ржавчины на внутренней стороне стальных водопроводных труб и резервуаров.
- Фероксигит (δ) образуется в условиях высокого давления на морском и океанском дне, будучи термодинамически нестабильным по отношению к α-полиморфу (гетиту) на поверхности.
- Сидерогель - это встречающаяся в природе коллоидная форма оксида-гидроксида железа (III).
Гетит и лепидокрокит, кристаллизующиеся в орторомбической системе, являются наиболее распространенными формами оксигидроксида железа (III) и наиболее важными минеральными переносчиками железа в почвах.
Оксигидроксид железа (III) является основным компонентом других минералов и минералоидов :
- Лимонит - это обычно встречающаяся смесь в основном гетита, лепидокрокита, кварца и глинистых минералов .
- Ферригидрит - аморфный или нанокристаллический гидратированный минерал, официально - FeOOH • 1,8 H.
2O, но с широким диапазоном гидратации.
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.
Состав
Кристаллическая структура β- FeOOH (akaganeite) является то , что голландит или BaMn
8О
16. Элементарная ячейка тетрагональная с a = 1.048 и c = 0.3023 нм и содержит восемь формульных единиц FeOOH. Его размеры составляют около 500 × 50 × 50 нм. При двойниковании часто образуются частицы в форме шестиугольных звезд. [2]
Химия
При нагревании β- FeOOH разлагается и перекристаллизовывается в виде α- Fe
2О
3( гематит ). [2]
Использует
Лимонит, смесь различных гидратов и полиморфов оксигидроксида железа, является одной из трех основных железных руд , используемых по крайней мере с 2500 г. до н.э. [7] [8]
Желтый оксид железа, или желтый пигмент 42, одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для использования в косметике и используется в некоторых чернилах для татуировок .
Оксид-гидроксид железа также используется при очистке аквариумной воды в качестве связующего фосфата . [9]
Наночастицы оксида-гидроксида железа были изучены как возможные адсорбенты для удаления свинца из водных сред. [10]
Производство
Оксигидроксид железа (III) осаждается из растворов солей железа (III) при pH от 6,5 до 8. [11] Таким образом, оксигидроксид можно получить в лаборатории путем взаимодействия с солью железа (III), такой как хлорид железа или нитрат железа , с гидроксидом натрия : [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
3будет гидролизовать до некоторой степени, с получением указанного в оксигидроксид и делает кислый раствор: [11]
- FeCl
3+ 2 часа
2O ↔ FeOOH + 3 HCl
Следовательно, соединение можно также получить разложением кислых растворов хлорида железа (III), выдерживаемых вблизи точки кипения в течение нескольких дней или недель: [13]
- FeCl
3+ 2 часа
2O → FeOOH ( тв. ) + 3 HCl (г)
(Тот же процесс применяется к нитрату железа (III) Fe (NO
3)
3или перхлорат Fe (ClO
4)
3вместо растворов образуются частицы α- Fe
2О
3. [13] )
Другой подобный путь - разложение нитрата железа (III), растворенного в стеариновой кислоте, 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 может быть получен твердофазным превращением из тетрагидрата хлорида железа (II) FeCl.
2· 4 H
2O . [5]
Соединение также легко образуется при контакте гидроксида железа (II) с воздухом:
- 4 Fe (OH)
2+ O
2→ 4 FeOOH + 2 H
2О
Гидроксид железа (II) также может быть окислен перекисью водорода в присутствии кислоты:
- 2 Fe (OH)
2+ H
2О
2→ 2 Fe (ОН)
3
Безопасность
Фразы о рисках и безопасности для оксидов железа: R36 , R37 , R38 , S26 и S36 .
Смотрите также
- Ржавчина
- Оксид железа
- Желтый мальчик , желтый осадок при нейтрализации кислых стоков, таких как шахтные отходы.
Рекомендации
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2015-02-26 . Проверено 23 февраля 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ a b c А. Л. Маккей (1960): «β-оксигидроксид железа». Mineralogical Magazine ( Журнал Минералогического общества ), том 32, выпуск 250, страницы 545-557. DOI : 10.1180 / minmag.1960.032.250.04
- ^ https://www.mindat.org/min-635.html
- ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
- ^ a b A. L. Mackay (1962): "β-оксигидроксид железа - акаганеит", Mineralogical Magazine ( Журнал Минералогического общества ), том 33, выпуск 259, страницы 270-280 doi : 10.1180 / minmag.1962.033.259.02
- ^ C. Rémazeilles и Ph. Refait (2007): «Об образовании β-FeOOH (акаганеита) в хлоридсодержащих средах». Наука о коррозии , том 49, выпуск 2, страницы 844-857. DOI : 10.1016 / j.corsci.2006.06.003
- ^ Макихерн, Скотт (1996): «Начало железного века к северу от гор Мандара, Камерун и Нигерия» . В In Pwiti, Gilbert and Soper, Robert (редакторы) (1996), Аспекты африканской археологии: Материалы Десятого Панафриканского конгресса Университет Зимбабве Press, Хараре, Зимбабве, ISBN 978-0-908307-55-5 , страницы 489-496. Архивировано здесь на 2012-03-11.
- ↑ Диоп-Маес, Луиза Мари (1996): «Вопрос о железном веке в Африке» («Вопрос о железном веке в Африке») . Анх , том 4/5, страницы 278-303. Архивировано 25 января 2008 года.
- ^ Гидроксид железа (GFO) Фосфатные связующие
- ^ 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. DOI : 10.1016 / j.jiec.2014.07.039
- ^ a b Тим Грундл и Джим Делвиче (1993): "Кинетика осаждения оксигидроксида железа". Журнал гидрологии загрязнителей , том 14, выпуск 1, страницы 71-87. DOI : 10.1016 / 0169-7722 (93) 90042-Q
- ^ KH Гайер и Лео Woontner (1956): «Растворимость гидроокись железа и гидроокись железа в кислых и основных средах при 25 °». Журнал физической химии , том 60, выпуск 11, страницы 1569–1571. DOI : 10.1021 / j150545a021
- ^ a b c Эгон Матиевич и Пол Шайнер (1978): «Золи закиси железа: III. Получение однородных частиц гидролизом растворов хлорида, нитрата и перхлората Fe (III)». Журнал коллоидной и интерфейсной науки , том 63, выпуск 3, страницы 509-524. DOI : 10.1016 / S0021-9797 (78) 80011-3
- ↑ Дан Ли, Ван Сяохуэй, Ганг Сюн, Люд Лу, Сюйцзе Ян и Синь Ван (1997): «Новая техника приготовления ультратонкого Fe
2О
3через гидратированный нитрат железа (III) ». Journal of Materials Science Letters, том 16, страницы 493–495 doi : 10.1023 / A: 1018528713566 - ^ Дональд О. Уиттемор и Дональд Лэнгмюр (1974): "Микрочастицы оксигидроксида железа в воде". Перспектива гигиены окружающей среды , том 9, страницы 173-176. DOI : 10,1289 / ehp.749173