Окси́д желе́за(III) ( окись железа , колькотар , гематит , крокус ; химическая формула — Fe ₂ O ₃ ) — сложный неорганический солеобразующий оксид железа со степенью окисления железа +3.

Физические свойства

В ромбоэдральной альфа-фазе оксид железа является антиферромагнетиком ниже температуры 260 К; от этой температуры и до 960 K α -Fe ₂ O ₃ — слабый ферромагнетик . Кубическая метастабильная гамма-фаза γ -Fe ₂ O ₃ (в природе встречается как минерал маггемит ) является ферримагнетиком .

Оксид железа(III) — амфотерный оксид красно-коричневого цвета с большим преобладанием осно́вных свойств. Термически устойчив до температур выше температуры испарения (1987 °C). Образуется при сгорании железа на воздухе . Не реагирует с водой . Медленно реагирует с кислотами и щелочами . Восстанавливается монооксидом углерода , расплавленным железом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели .

В природе встречается как широко распространённый минерал гематит , примеси которого обусловливают красноватую окраску латерита , краснозёмов , а также поверхности Марса ; другая кристаллическая модификация встречается как минерал маггемит .

Химические свойства

1. Взаимодействие с разбавленной соляной кислотой :

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+6HCl\longrightarrow 2FeCl_{3}+3H_{2}O}}.}$

2. Взаимодействие с карбонатом натрия :

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+Na_{2}CO_{3}\longrightarrow 2NaFeO_{2}+CO_{2}\uparrow }}}$

3. Взаимодействие с гидроксидом натрия при сплавлении:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+2NaOH\longrightarrow 2NaFeO_{2}+H_{2}O}}}$

4. Восстановление до железа водородом :

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}O_{3}+3H_{2}{\xrightarrow {1000^{\circ }C}}2Fe+3H_{2}O}}}$

Получение

Термическое разложение соединений солей железа(III) на воздухе:

${\displaystyle {\mathsf {Fe_{2}(SO_{4})_{3}\rightarrow Fe_{2}O_{3}+3SO_{3}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {4Fe(NO_{3})_{3}\cdot 9H_{2}O\rightarrow 2Fe_{2}O_{3}+12NO_{2}\uparrow +3O_{2}+36H_{2}O}}}$

Обезвоживание метагидроксида железа прокаливанием:

${\displaystyle {\mathsf {2FeO(OH)\rightarrow Fe_{2}O_{3}+H_{2}O}}}$

В природе — оксидные руды железа гематит Fe ₂ O ₃ и лимонит Fe ₂ O ₃ · n H ₂ O

Применение

Применяется при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака , компонент керамики , цветных цементов и минеральных красок , при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах (ферримагнитный γ -Fe ₂ O ₃ ), как полирующее средство () для стали и стекла .

В пищевой промышленности используется в качестве пищевого красителя ( E172 ).

В ракетомоделировании применяется для получения катализированного карамельного топлива , которое имеет скорость горения на 80 % выше, чем обычное топливо.

Является основным компонентом железного сурика ( колькотара ).

В нефтехимической промышленности используется в качестве основного компонента катализатора дегидрирования при синтезе диеновых мономеров .

См. также

• Оксиды железа
• Железный сурик

Примечания

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5 .