Оксида железа 3 какие свойства
Анонимный вопрос · 22 декабря 2018
4,2 K
Engineer — programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber
Существует два вида оксида железа, у которых отличаются свойства:
- FeO — оксид железа II: темно-серое твердое вещество, которое не растворимо в воде и которое окисляется на воздухе.
- Fe2O3 — оксид железа III: красновато-серое твердое вещество, которое слабо взаимодействует с солями и щелочами и которое не растворяется в воде. Вещество устойчиво к высоким температурам — до 1987 °C.
Как выделить железо из Fe2O3?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
Есть много веществ, которые отбирают кислород у оксида и забирают его себе ???? Так получается металл из оксида
⚡Углерод С
Fe2O3+3C=3CO⬆️+2Fe
Кроме металла получается угарный газ????
⚡Угарный газ, который превращается в CO2
Fe2O3+3CO=3CO2⬆️+2Fe
⚡Водород
Fe2O3+3H2=3H2O+2Fe
⚡Более активный металл, например алюминий????
Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe
Все эти реакции идут при очень сильном нагревании????
Можно ли повысить содержание железа в крови, выпивая ржавую воду?
У меня есть не совсем прямой ответ на ваш вопрос, а скорее заход сбоку. Но, мне кажется, это проясняет ситуацию.
В Камбодже большой процент населения страдает железодефицитной анемией. В основном это бедные люди, которые живут в деревнях, скудно питаются и не могут себе позволить пищевые добавки.
Для них канадско-камбоджийская команда придумала производить и продавать рыбок, выплавленных из чистого железа. Рыбку кидают в суп, железо вываривается в воду, порция супа обеспечивает 75% суточной потребности в этом элементе.
В суп кладут лаймы, кстати, поэтому судя по всему, аскорбиновая кислота там тоже есть.
Здесь подробнее:
https://www.bbc.com/news/health-32751132
Прочитать ещё 2 ответа
Какие вещества ускоряют процесс окисления меди?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
☘️Медь ооочень быстро окисляется во влажном воздухе) Металл подвергается коррозии благодаря H2O, CO2 и кислороду, которые содержатся в воздухе????
2Cu+H2O+CO2+O2➡️(CuOH)2CO3
Получился малахит, который создаёт сине-зелёный налёт ????
☘️Чтобы окислить медь с помощью кислорода, нужно нагревание ????
????4Cu+O2➡️2Cu2O (200 градусов)
Получился оксид меди (1) цвета бешеной моркови????????
????2Cu+O2➡️2CuO (400 градусов)
Это оксид меди (2) чёрного цвета
Кислород реагирует с солями?
Интернет-магазин российской натуральной косметики и полезных для здоровья напитков… · bio-secret.ru
Молекулярный кислород как весьма активное соединение способен вступать во множество химических реакций, в том числе реакции с солями.
Ярким примером является окислительно-восстановительная реакция c дисульфидом железа (II) или пиритом. В результате образуется оксид железа (III) и оксид серы (IV).
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (800ºC)
Эта реакция является промежуточным звеном при получении железа.
Почему кексафторид платины PtF6 — более сильный окислитель чем фтор ?
химик, продавец металлов, коллекционер банкнот, начинающий путешественник…
Когда у платины забирают 2 или 4 электрона — это в принципе нормально, фторид платины (IV) достаточно стабилен. Но вот 6 электронов — это уже слишком. Образуется так себе устойчивое соединение, в котором связь платины со фтором еще слабее, чем связь F-F в молекулярном фторе. А так как окислителем является именно атомарный фтор, гексафторид более сильный окислитель.
Анонимный вопрос · 22 декабря 2018
4,2 K
Engineer — programmer ⚡⚡ Разбираюсь в компьютерах, технике, электронике, интернете и… · zen.yandex.ru/gruber
Существует два вида оксида железа, у которых отличаются свойства:
- FeO — оксид железа II: темно-серое твердое вещество, которое не растворимо в воде и которое окисляется на воздухе.
- Fe2O3 — оксид железа III: красновато-серое твердое вещество, которое слабо взаимодействует с солями и щелочами и которое не растворяется в воде. Вещество устойчиво к высоким температурам — до 1987 °C.
Как выделить железо из Fe2O3?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
Есть много веществ, которые отбирают кислород у оксида и забирают его себе ???? Так получается металл из оксида
⚡Углерод С
Fe2O3+3C=3CO⬆️+2Fe
Кроме металла получается угарный газ????
⚡Угарный газ, который превращается в CO2
Fe2O3+3CO=3CO2⬆️+2Fe
⚡Водород
Fe2O3+3H2=3H2O+2Fe
⚡Более активный металл, например алюминий????
Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe
Все эти реакции идут при очень сильном нагревании????
Можно ли повысить содержание железа в крови, выпивая ржавую воду?
У меня есть не совсем прямой ответ на ваш вопрос, а скорее заход сбоку. Но, мне кажется, это проясняет ситуацию.
В Камбодже большой процент населения страдает железодефицитной анемией. В основном это бедные люди, которые живут в деревнях, скудно питаются и не могут себе позволить пищевые добавки.
Для них канадско-камбоджийская команда придумала производить и продавать рыбок, выплавленных из чистого железа. Рыбку кидают в суп, железо вываривается в воду, порция супа обеспечивает 75% суточной потребности в этом элементе.
В суп кладут лаймы, кстати, поэтому судя по всему, аскорбиновая кислота там тоже есть.
Здесь подробнее:
https://www.bbc.com/news/health-32751132
Прочитать ещё 2 ответа
Какие вещества ускоряют процесс окисления меди?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме онлайн 🙂 · vk.com/mendo_him
☘️Медь ооочень быстро окисляется во влажном воздухе) Металл подвергается коррозии благодаря H2O, CO2 и кислороду, которые содержатся в воздухе????
2Cu+H2O+CO2+O2➡️(CuOH)2CO3
Получился малахит, который создаёт сине-зелёный налёт ????
☘️Чтобы окислить медь с помощью кислорода, нужно нагревание ????
????4Cu+O2➡️2Cu2O (200 градусов)
Получился оксид меди (1) цвета бешеной моркови????????
????2Cu+O2➡️2CuO (400 градусов)
Это оксид меди (2) чёрного цвета
Кислород реагирует с солями?
Интернет-магазин российской натуральной косметики и полезных для здоровья напитков… · bio-secret.ru
Молекулярный кислород как весьма активное соединение способен вступать во множество химических реакций, в том числе реакции с солями.
Ярким примером является окислительно-восстановительная реакция c дисульфидом железа (II) или пиритом. В результате образуется оксид железа (III) и оксид серы (IV).
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (800ºC)
Эта реакция является промежуточным звеном при получении железа.
Почему кексафторид платины PtF6 — более сильный окислитель чем фтор ?
химик, продавец металлов, коллекционер банкнот, начинающий путешественник…
Когда у платины забирают 2 или 4 электрона — это в принципе нормально, фторид платины (IV) достаточно стабилен. Но вот 6 электронов — это уже слишком. Образуется так себе устойчивое соединение, в котором связь платины со фтором еще слабее, чем связь F-F в молекулярном фторе. А так как окислителем является именно атомарный фтор, гексафторид более сильный окислитель.
Железо – химический элемент четвертого периода и побочной подгруппы VIII группы периодической системы. Атом железа содержит восемь валентных электронов, однако в соединениях железо обычно проявляет степени окисления (+2) и (+3), редко – (+6). Имеются сообщения о получении соединений восьмивалентного железа.
Степень окисления +3 для железа является наиболее устойчивой. Соединения железа(III) могут быть восстановлены только под действием сильных восстановителей, таких как водород в момент выделения, сероводород. Эти реакции проводят в кислой среде:
$Fe_2(SO_4)_3 + H_2S = 2FeSO_4 + S + H_2SO_4$
Железо широко распространено в природе – это самый распространенный металл, после алюминия. Существует гипотеза о том, что внутреннее ядро Земли – целиком состоит из железа с примесью никеля и серы, а возможно и других элементов.
В природе железо встречается в виде руд — оксидов Fe$_2$O$_3$ (гематит, красный железняк) и Fe$_3$O$_4$ (магнетит, магнитный железняк), гидратированного оксида Fe$_2$O$_3 cdot$H$_2$O (лимонит, бурый железняк), карбоната FeCO$_3$ (сидерит), дисульфида FeS2 (пирит), редко встречается в виде самородков, попадающих на землю с метеоритами. Такое метеоритное железо было известно людям издревле. Освоение получения железа из железной руды послужило началом железного века.
Получение железа
В настоящее время железную руду восстанавливают коксом в доменных печах, при этом расплавленное железо частично реагирует с углеродом, образуя карбид железа Fe3C (цементит), а частично растворяет его. При затвердевании расплава образуется чугун. Чугун, используемый для получения стали, называют передельным.
Запомнить! Сталь, в отличие от чугуна, содержит меньшее количество углерода.
При получении стали, лишний углерод, содержащийся в чугуне, необходимо выжечь. Этого добиваются, пропуская над расплавленным чугуном воздух, обогащенный кислородом. Существует и прямой метод получения железа, основанный на восстановлении окатышей магнитного железняка природным газом:
Fe$_3$O$_4$ + CH$_4$ = 3Fe + CO$_2$ + 2H$_2$O
Физические свойства
Железо – серебристо-белый, ковкий и пластичный тугоплавкий (т. пл. 1535°C, т. кип. 2870°C) металл, при температурах ниже 769°C притягивается магнитом, то есть обладает ферромагнетизмом. Ферромагнитные свойства вызваны наличием в структуре металла отдельных зон – доменов, магнитные моменты которых под действием внешнего магнитного поля ориентируются в одну и ту же сторону. Железо существует в форме нескольких полиморфных (аллотропных) модификаций. При температурах ниже $910^0C$ устойчиво железо с объемно-центрированной кристаллической решеткой ($alpha$-Fe, немагнитное α-железо существующее при $769 – 910^0C$ называют β-Fe), в интервале температур $910 – 1400^0C$ – более плотная модификация с кубической гранецентрированной ($gamma$-Fe), а выше этой температуры и вплоть до температуры плавления вновь становится устойчивой структура с объемно-центрированной ячейкой (δ-Fe).
Химические свойства железа
Запомнить!
Степень окисления +2 железо проявляет при взаимодействии со слабыми окислителями: серой, йодом, соляной кислотой, растворами солей.
Степень окисления +3 железо проявляет при взаимодействии с сильными окислителями: хлором, бромом.
Смешанную степень окисления железо проявляет при взаимодействии с кислородом, водяным паром.
1) с кислотами. На влажном воздухе окисляется, покрываясь коричневой коркой гидратированного оксида Fe$_2$O$_3 cdot $H$_2$O, ржавчины. Железо легко растворяется в разбавленных кислотах:
Fe + 2HCl = FeCl$_2$ + H$_2$
но пассивируется в холодных концентрированных растворах кислот-окислителях – серной и азотной.
2) с солями.Будучи металлом средней химической активности, железо вытесняет другие, менее активные металлы из растворов их солей:
Fe + CuSO$_4$ = FeSO$_4$ + Cu
При этом, как и при растворении в кислотах, образуются соли двухвалентного железа.
3) с парами воды.При температуре белого каления железо реагирует с водой. Пропуская перегретый водяной пар через раскаленный на жаровне чугунный пушечный ствол, Лавуазье получил водород:
3Fe + 4H$_2$O = Fe$_3$O$_4$ + 4H$_2$.
4) с кислородом.В кислороде железо сгорает с образованием черyого порошка железной окалины – оксида железа(II, III) Fe$_3$O$_4$,имеющей тот же состав, что и природный минерал магнитный железняк^
3Fe + 2O$_2$ = Fe$_3$O$_4$
Искры, вырывающиеся при заточке стальных ножей или при резке стальных листов ацетилено-кислородным пламенем , также представляют собой раскаленные куски железной окалины.
5) с неметаллами. Степень окисления железа в образующихся соединениях зависит от силы окислителя — неметалла. Так, при взаимодействии с хлором образуется хлорид FeCl$_3$:
2Fe + 3Cl$_2$ = 2FeCl$_3$,
с серой – сульфид FeS:
Fe + S = FeS.
Соединения железа(II)
Запомнить! Оксид и гидроксид железа(II) обладают основными свойствами.
Соединения железа(II) являются сильными восстановителями и на воздухе легко окисляются до соединений трехвалентного железа:
4FeSO$_4$ + O$_2$ + 2H$_2$O = 4Fe(OH)SO$_4$.
Белый осадок гидроксида железа(II) Fe(OH)2, образующийся при действии на соли железа(II) растворов щелочей, на воздухе мгновенно зеленеет, образуя «зеленую ржавчину» – смешанный гидроксид железа(II) и железа(III), который лишь через некоторое время приобретает характерный для Fe$_2$O$_3 cdot$H$_2$O ржавый цвет.
Соединения железа(III)
Гидроксид железа(III) выпадает в виде коричневого осадка при действии растворов щелочей, сульфидов, карбонатов на соли железа(III):
2FeCl$_3$ + 3Na$_2$CO$_3$ + 6H$_2$O = 2Fe(OH)$_3^-$ +3CO$_2$+ 6NaCl
Запомнить! Оксид и гидроксид железа(III) являются слабо амфотерными, с преобладанием основных свойств.
Так, при растворении гидроксида железа(III) в кислотах образуются соли железа(III), а при сплавлении оксида с оксидами активных металлов – ферриты (ферраты(+3)):
2Fe(OH)$_3$ + 2H$_2$SO$_4$ = Fe$_2$(SO$_4$)$_3$ + 3H$_2$O,
Fe$_2$O$_3$ + CaO = CaFe$_2$O$_4$.
В концентрированных щелочах Fe(OH)$_3$ медленно растворяется, образуя гидроксоферраты, например, Na$_3$[Fe(OH)$_6$]:
$Fe(OH)_3 + 3NaOH_{textrm{водн.}} =Na_3[Fe(OH)_6]$
При действии недостатка кислот они разлагаются в образованием осадка гидроксида железа(III):
$Na_3[Fe(OH)_6] + 3HCl_{textrm{нед.}} =3NaCl + Fe(OH)_3downarrow +3H_2O$
$Na_3[Fe(OH)_6] + 6HCl_{textrm{изб.}} =3NaCl + FeCl_3 +6H_2O$
При пропускании углекислого газа они разлагаются на гидроксид железа(III) и карбонат натрия:
$2Na_3[Fe(OH)_6] + 3CO_2uparrow=3Na_2CO_3 + 2Fe(OH)_3downarrow +3H_2O$
Запомнить! Соли железа(III) и некоторых слабых кислот, например, сернистой и угольной не могут быть выделены из водных растворов по причине полного необратимого гидролиза
$2FeCl_3 + 3Na_2CO_3 + 3H_2O = 2Fe(OH)_3 +3CO_2uparrow + 6NaCl$
О протекании реакции судят по выделению газа и образованию коричневого осадка гидроксида железа(III).
Окисление Fe(OH)3 бромом в щелочной среде приводит к образованию вишневых растворов ферратов (+6):
2Fe(OH)$_3$ + 3Br$_2$ + 10KOH = 2K$_2$FeO$_4$ + 6KBr + 8H$_2$O.
Запомнить! Ферраты содержат железо в степени окисления (+6), и являются сильными окислителями.
Применение железа
В виде чугуна и стали железо находит широкое применение в народном хозяйстве. Хлорид железа(III) используется при травлении медных плат, а сульфат железа(III) – в качестве хлопьеобразователя (коагулянта) при очистке воды. Ферриты двухвалентных металлов (магния, цинка, кобальта, никеля) со структурой шпинели применяют в радиоэлектронике, вычислительной технике.
Соли железа(III) образуют желто-коричневые растворы, цвет которых объясняется гидролизом, приводящим к образованию коллоидного раствора гидроксида железа(III). Многие из них, например, хлорид FeCl3×6H2O («хлорное железо») сильно гигроскопичны, и при хранении в неплотно закрытых склянках, отсыревают.
Качественные реакции на катионы железа
На ионы железа существуют удобные качественные реакции. Если к раствору соли железа(III) прибавить разбавленный раствор роданида калия KCNS, то образуется интенсивно-красное окрашивание, вызванное образованием роданида железа(III):
$FeCl_3 + 3KSCN= Fe(SCN)_3 + 3KCl$
Другим реагентом на ионы железа(III) служит комплексное соединение гексацианоферрат(II) калия $K_4[Fe(CN)_6]$, часто называемый также «желтая кровяная соль». Такое странное на первый взгляд название связано с тем, что раньше эту соль получали нагреванием крови с поташом и железными опилками. С солями железа(III) она дает синий коллоидный раствор «берлинской лазури» или «турнбуллева синь»:
$K_4[Fe(CN)_6] + FeCl_3 = KFe[Fe(CN)_6] downarrow + 3KCl$
.
Аналогичное синие окрашивание осадка того же состава можно получить при взаимодействии ионов железа(II) с раствором «красной кровяной соли» — гексацианоферрат(III) калия $K_3[Fe(CN)_6]$:
$K_3[Fe(CN)_6] + FeCl_2 = KFe[Fe(CN)_6] downarrow + 2KCl$
.
Таким образом, красная кровяная соль служит реактивом на соли двухвалентного железа. При более высоких концентрациях растворов выделяется нерастворимая в воде форма «берлинской лазури» состава $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$. Именно это вещество долгое время использовали при крашении тканей. При работе с кровяными солями следует помнить об их токсичности.
12.9. Соединения железа (III)
Степень окисления +3 характерна для железа.
Полиморфные модификации оксида железа (III)
α-форма – минерал гематит, кристаллизуется в тригональной сингонии.
γ-форма – маггемит, кристаллизуется в кубической сингонии.
δ-форма – кристаллизуется в тригональной сингонии.
Температуры фазовых переходов:
α-Fe2O3 γ-Fe2O3 δ-Fe2O3.
Оксид железа (III) Fe2O3 – вещество бурого цвета, существует в трех полиморфных модификациях.
Проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных. Легко реагирует с кислотами:
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O.
С растворами щелочей не реагирует, но при сплавлении образует ферриты:
Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O.
Проявляет окислительные и восстановительные свойства. При нагревании восстанавливается водородом или оксидом углерода (II), проявляя окислительные свойства:
Fe2O3 + H2 = 2FeO + H2O,
Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2.
В присутствии сильных окислителей в щелочной среде проявляет восстановительные свойства и окисляется до производных железа (VI):
Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O.
При температуре выше 1400°С разлагается:
6Fe2O3 = 4Fe3O4 + O2.
Получается при термическом разложении гидроксида железа (III):
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
или окислением пирита:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2.
Гидроксид железа (III) Fe(OH)3 – кристаллическое или аморфное вещество бурого цвета. Как и оксид, проявляет слабовыраженные амфотерные свойства с преобладанием основных. Легко реагирует с кислотами:
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O.
Реагирует с концентрированными растворами щелочей с образованием гексагидроксоферратов (III):
Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3[Fe(OH)6],
при сплавлении со щелочами или щелочными реагентами образует ферриты:
Fe(OH)3 + NaOH = NaFeO2 + 2H2O,
2Fe(OH)3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2 + 3H2O.
В присутствии сильных окислителей в щелочной среде проявляет восстановительные свойства и окисляется до производных железа (VI):
2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6NaBr + 8H2O.
При нагревании разлагается:
Fe(OH)3 = FeO(OH) + H2O,
2FeO(OH) = Fe2O3 + H2O.
Получается при взаимодействии солей железа (III) с растворами щелочей:
Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4.
img src=»file:///C:%5cDOCUME%7e1%5cxbz_Nax%5cLOCALS%7e1%5cTemp%5cmsohtml1%5c01%5cclip_image001.gif» alt=»Подпись: Рис. Соли железа (III)» height=»54″ width=»210″ align=»left» hspace=»12″ v:shapes=»_x0000_s1026″ ?>Соли железа (III). Железо (III) образует соли практически со многими анионами. Обычно соли кристаллизуются в виде бурых кристаллогидратов: Fe(NO3)3·6H2O, FeCl3·6H2O, NaFe(SO4)2·12H2O (железные квасцы) и др. В растворе соли железа (III) значительно более устойчивы, чем соли железа (II). Растворы солей имеют желто-бурую окраску и, вследствие гидролиза, кислую среду:
Fe3+ + H2O = FeOH2+ + H+.
Соли железа (III) гидролизуют в большей степени, чем соли железа (II), по этой причине соли железа (III) и слабых кислот нельзя выделить из раствора, они мгновенно гидролизуют с образованием гидроксида железа (III):
Fe2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 + 3Na2SO4.
Проявляют все свойства солей.
Обладают преимущественно восстановительными свойствами:
2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl.
Качественная реакция на катион Fe3+ – взаимодействие с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью) :
FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + 3KCl
Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]↓
в результате реакции образуется осадок синего цвета – гексацианоферрат (III) железа (II) — калия.
Кроме того, ионы Fe3+ определяют по характерному кроваво-красному окрашиванию роданида железа (III), который образуется в результате взаимодействия соли железа (III) с роданидом калия или аммония:
FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl,
Fe3+ + 3CNS- = Fe(CNS)3.
Оксид железа (II,III) | |
---|---|
Систематическое наименование | Оксид железа (II,III) |
Традиционные названия | закись-окись железа, железная окалина, магнетит, магнитный железняк |
Хим. формула | Fe3O4 |
Состояние | чёрные кристаллы |
Молярная масса | 231,54 г/моль |
Плотность | 5,11; 5,18 г/см³ |
Твёрдость | 5,6-6,5 |
Температура | |
• плавления | разл. 1538; 1590; 1594 °C |
Мол. теплоёмк. | 144,63 Дж/(моль·К) |
Энтальпия | |
• образования | −1120 кДж/моль |
Рег. номер CAS | 1317-61-9 |
PubChem | 16211978 |
Рег. номер EINECS | 215-277-5 |
SMILES | O1[Fe]2O[Fe]O[Fe]1O2 |
InChI | 1S/3Fe.4O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N |
ChEBI | CHEBI:50821 |
ChemSpider | 17215625, 21169623 и 21250915 |
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. |
Оксид железа (II,III), закись-окись железа, железная окалина — неорганическое соединение, двойной оксид металла железа с формулой Fe3O4 или FeO·Fe2O3, чёрные кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидрат.
Магнетит.
Получение
- В природе встречаются большие залежи минерала магнетита (магнитного железняка) — Fe3O4 с различными примесями.
- Сжигание порошкообразного железа на воздухе:
3Fe + 2O2 →150−600oC Fe3O4
- Действие перегретого пара на железо:
3Fe + 4H2O →800oC Fe3O4 + 4H2
- Осторожное восстановление оксида железа (III) водородом:
3Fe2O3 + H2 →400oC 2Fe3O4 + H2O
Физические свойства
Оксид железа (II,III) при комнатной температуре образует чёрные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F d3m, параметры ячейки a = 0,844 нм, Z = 8 (структура шпинели). При 627 °С α-форма переходит в β-форму. При температуре ниже 120—125 К существует моноклинная форма.
Ферромагнетик с точкой Кюри 858 К (585 °С).
Обладает электрической проводимостью. Полупроводник. Электропроводность низкая. Истинная удельная электропроводность монокристаллического магнетита максимальна при комнатной температуре (250 Ом−1·см−1), она быстро снижается при понижении температуры, достигая значения около 50 Ом−1·см−1 при температуре перехода Вервея (фазового перехода от кубической к низкотемпературной моноклинной структуре, существующей ниже TV = 120—125 К). Электропроводность моноклинного низкотемпературного магнетита на 2 порядка ниже, чем кубического (~1 Ом−1·см−1 при TV); она, как и у любого типичного полупроводника, очень быстро уменьшается с понижением температуры, достигая нескольких единиц ×10−6 Ом−1·см−1 при 50 К. При этом моноклинный магнетит, в отличие от кубического, проявляет существенную анизотропию электропроводности — проводимость вдоль главных осей может отличаться более чем в 10 раз. При 5,3 К электропроводность достигает минимума ~10−15 Ом−1·см−1 и растёт при дальнейшем понижении температуры. При температуре выше комнатной электропроводность медленно уменьшается до ≈180 Ом−1·см−1 при 780—800 К, а затем очень медленно растёт вплоть до температуры разложения.
Кажущаяся величина электропроводности поликристаллического магнетита в зависимости от наличия трещин и их ориентировки может отличаться в сотни раз.
Образует кристаллогидрат состава Fe3O4·2H2O.
Химические свойства
- Разлагается при нагревании:
2Fe3O4 →1538oC 6FeO + O2
- Реагирует с разбавленными кислотами:
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
- Реагирует с концентрированными окисляющими кислотами:
Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O
- Реагирует с щелочами при сплавлении:
Fe3O4 + 14NaOH →400−500oC Na4FeO3 + 2Na5FeO4 + 7H2O
- Окисляется кислородом воздуха:
4Fe3O4 + O2 →450−600oC 6Fe2O3
- Восстанавливается водородом и монооксидом углерода:
Fe3O4 + 4H2 →1000oC 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4CO →700oC 3Fe + 4CO2
- Конпропорционирует при спекании с железом:
Fe3O4 + Fe →900−1000oC 4FeO
Применение
- Изготовление специальных электродов.