Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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
  • InChI = 1S / Fe.H2O.O / ч; 1H2; / q + 1 ;; / p-1 проверитьY
    Ключ: AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M проверитьY
  • O = [Fe] O
Характеристики
FeO (ОН)
ВнешностьЯркие, темно-оранжевые, непрозрачные кристаллы
Запахбез запаха
Плотность4,25 г / см 3
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 приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Оксид-гидроксид железа (III) или оксигидроксид железа [2] представляет собой химическое соединение железа , кислорода и водорода с формулой FeO (OH) .

Соединение часто встречается в виде одного из его гидратов , FeO (OH) · n H.
2О [Ржавчина]. Моногидрат FeO (OH) · H
2O (CAS 51274-00-1 , CI 77492) часто называют гидроксидом железа (III) Fe (OH).
3, гидратированный оксид железа , желтый оксид железа или желтый пигмент 42 .

Природные явления [ править ]

Безводный гидроксид трехвалентного железа встречается в природе в виде чрезвычайно редкого минерала берналита , Fe (OH) 3 · n H 2 O (n = 0,0-0,25). [3] [4] Оксигидроксиды железа, FeOOH , встречаются намного чаще и встречаются в природе в виде структурно различных минералов (полиморфов), обозначаемых греческими буквами α, β, γ и δ.

  • Гетит , α-FeO ​​(OH), использовался как охристый пигмент 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)
    1,167    Cl
    0,167    или Fe
    6    О
    5    (ОЙ)
    7    Cl     . [6]
  • Лепидокрокит , γ-полиморф, обычно встречается в виде ржавчины внутри 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 важнейшими минеральными переносчиками железа в почвах.

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

  • Лимонит - это обычно встречающаяся смесь, состоящая в основном из гетита, лепидокрокита, кварца и глинистых минералов .
  • Ферригидрит - аморфный или нанокристаллический гидратированный минерал, официально - FeOOH • 1,8 H.
    2    O,     но с широким диапазоном гидратации.

Свойства [ править ]

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 [ править ]

Кристаллическая структура β- FeOOH (akaganeite) является то , что голландит или BaMn
8О
16. Элементарная ячейка является тетрагональной 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 [ править ]

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

Использует [ редактировать ]

Лимонит, смесь различных гидратов и полиморфов оксигидроксида трехвалентного 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 контролю за продуктами и лекарствами (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 [ править ]

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 реакции 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 можно получить твердофазным превращением из тетрагидрата хлорида железа (II) FeCl.
2· 4 H
2O . [5]

Соединение также легко образуется при контакте с воздухом гидроксида железа (II) :

4 Fe (OH)
2+ O
2→ 4 FeOOH + 2 H
2О

Гидроксид железа (II) можно также окислить перекисью водорода в присутствии кислоты:

2 Fe (OH)
2+ H
2О
2→ 2 Fe (OH)
3

Безопасность [ править ]

Фразы о рисках и безопасности для оксидов железа: R36 , R37 , R38 , S26 и S36 .

См. Также [ править ]

  • Ржавчина
  • Оксид железа
  • Желтый мальчик , желтый осадок при нейтрализации кислых стоков, таких как шахтные отходы.

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2015-02-26 . Проверено 23 февраля 2015 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  2. ^ 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
  3. ^ https://www.mindat.org/min-635.html
  4. ^ https://www.ima-mineralogy.org/Minlist.htm
  5. ^ 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
  6. ^ 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
  7. ^ Макихерн, Скотт (1996): «Начало железного века к северу от гор Мандара, Камерун и Нигерия» . В В Pwiti, Гилберта и Soper, Роберт (редакторы) (1996) Аспекты африканской археологии: Труды Десятой Пан-Африканский конгресс университета Зимбабве Press, Хараре, Зимбабве, ISBN 978-0-908307-55-5 , страницы 489 -496. Архивировано здесь на 2012-03-11. 
  8. ↑ 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.
  9. ^ Гидроксид железа (GFO) Фосфатные связующие
  10. ^ Сафура Рахими, Розита М. Моаттари, Лале Раджаби, Али Ашраф Дерахшан и Мохаммад Кейхани (2015): «Наночастицы оксида / гидроксида железа (α, γ-FeOOH) как высокопотенциальные адсорбенты для удаления свинца из загрязненной водной среды». Журнал промышленной и инженерной химии , том 23, страницы 33-43. DOI : 10.1016 / j.jiec.2014.07.039
  11. ^ 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
  12. ^ KH Gayer и Leo Woontner (1956): «Растворимость гидроксида и гидроксида железа в кислой и основной средах при 25 °». Журнал физической химии , том 60, выпуск 11, страницы 1569–1571. DOI : 10.1021 / j150545a021
  13. ^ a b c Эгон Матиевич и Пауль Шайнер (1978): "Золи закиси железа: III. Получение однородных частиц гидролизом растворов хлорида, нитрата и перхлората Fe (III)". Journal of Colloid and Interface Science , том 63, выпуск 3, страницы 509-524. DOI : 10.1016 / S0021-9797 (78) 80011-3
  14. ↑ Дан Ли, Ван Сяохуэй, Ганг Сюн, Люд Лу, Сюйцзе Ян и Синь Ван (1997): «Новая техника приготовления ультратонкого Fe
    2    О
    3    через гидратированный нитрат железа (III) ». Journal of Materials Science Letters, том 16, страницы 493–495 doi : 10.1023 / A: 1018528713566
  15. ^ 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