Оксид-гидроксид железа(III)
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Оксид-гидроксид железа(III)
| |
| Другие имена | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.039.754 |
| Номер ЕС |
|
| МеШ | гетит |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| FeO(OH) | |
| Появление | Яркие, темно-оранжевые, непрозрачные кристаллы. |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 4,25 г/см 3 |
| нерастворим при pH 7 | |
Произведение растворимости ( K sp )
|
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 стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Оксид-гидроксид железа(III) или оксигидроксид железа (III) [ 2 ] представляет собой химическое соединение железа , кислорода и водорода с формулой FeO(OH) .
Соединение часто встречается в виде одного из его FeO гидратов (OH) · n H.
2 О [ржавчина]. Моногидрат FeO(OH) · H
2 O часто называют гидроксидом железа(III) Fe(OH).
3 , [ 3 ] гидратированный оксид железа , желтый оксид железа или желтый пигмент 42 . [ 3 ]
Природные явления
[ редактировать ]Минералы
[ редактировать ]Безводный гидроксид железа встречается в природе как чрезвычайно редкий минерал берналит Fe(OH) 3 · n H 2 O ( n = 0,0–0,25). [ 4 ] [ 5 ] Оксигидроксиды железа FeOOH встречаются гораздо чаще и встречаются в природе в виде структурно различных минералов (полиморфных модификаций), обозначаемых греческими буквами α, β, γ и δ.
- Гетит , α-FeO(OH), использовался в качестве пигмента охры с доисторических времен.
- Акаганеит представляет собой β-полиморфную модификацию, [ 6 ] Образован в результате выветривания и известен своим присутствием в некоторых метеоритах и на поверхности Луны. Однако недавно было установлено, что для стабилизации его структуры он должен содержать некоторое количество ионов хлорида , поэтому его более точная формула — FeO.
0,833 (ОН)
1,167 Кл
0,167 или Fe
6 Ох
5 (О)
7 кл . [ 7 ]
- Лепидокрокит , полиморф γ, обычно встречается в виде ржавчины на внутренней стороне стальных водопроводных труб и резервуаров.
- Фероксигит (δ) образуется в условиях высокого давления на дне морей и океанов и является термодинамически нестабильным по отношению к α-полиморфу (гетиту) в поверхностных условиях.
Неминеральный
[ редактировать ]- Сидерогель представляет собой природную коллоидную форму оксида-гидроксида железа(III).
Гетит и лепидокрокит, кристаллизующиеся в ромбической системе, являются наиболее распространенными формами оксигидроксида железа (III) и наиболее важными минеральными переносчиками железа в почвах.
Минералоиды
[ редактировать ]Оксигидроксид железа(III) является основным компонентом других минералов и минералоидов :
- Лимонит представляет собой часто встречающуюся смесь преимущественно гетита, лепидокрокита, кварца и глинистых минералов .
- Ферригидрит — аморфный или нанокристаллический гидратный минерал, официальное название FeOOH·1,8H.
2 O , но с широко варьирующейся гидратацией.
Характеристики
[ редактировать ]Цвет оксигидроксида железа(III) варьирует от желтого через темно-коричневый до черного в зависимости от степени гидратации, размера и формы частиц, а также кристаллической структуры.
Структура
[ редактировать ]Кристаллическая структура β- FeOOH (акаганеита) аналогична голландиту или BaMn.
8 О
16 . Элементарная ячейка имеет тетрагональную форму с a = 1,048 и c = 0,3023 нм и содержит восемь формульных единиц FeOOH. Его размеры составляют около 500×50×50 нм. В результате двойникования часто образуются частицы в форме шестиугольных звезд. [ 2 ]
Химия
[ редактировать ]При нагревании β- FeOOH разлагается и перекристаллизовывается в виде α- Fe.
22О
3 ( гематит ). [ 2 ]
Использование
[ редактировать ]Лимонит , смесь различных гидратов и полиморфов оксигидроксида железа, является одной из трех основных железных руд , которые использовались по крайней мере с 2500 года до нашей эры. [ 8 ] [ 9 ]
Желтый оксид железа, или желтый пигмент 42, одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для использования в косметике и используется в некоторых красках для татуировок .
Оксид-гидроксид железа также используется при очистке аквариумной воды в качестве связующего фосфата . [ 10 ]
оксида-гидроксида железа Наночастицы изучены как возможные адсорбенты для удаления свинца из водных сред. [ 11 ]
Медикамент
[ редактировать ]Полимальтоза железа используется при лечении железодефицитной анемии .
Производство
[ редактировать ]Оксигидроксид железа(III) осаждается из растворов солей железа(III) при pH от 6,5 до 8. [ 12 ] Таким образом, оксигидроксид можно получить в лаборатории путем взаимодействия соли железа (III), такой как хлорид железа или нитрат железа , с гидроксидом натрия : [ 13 ]
- FeCl
3 + 3 NaOH → Fe(OH)
3 + 3 NaCl - Вера(НЕ
3 )
3 + 3 NaOH → Fe(OH)
3 + 3 НаНО
3
Фактически, при растворении в воде чистый FeCl
3 будет в некоторой степени гидролизоваться , образуя оксигидроксид и делая раствор кислым: [ 12 ]
- FeCl
3 + 2 ч
2 O ↔ FeOOH + 3 HCl
Следовательно, соединение также можно получить разложением кислых растворов хлорида железа(III), выдержанных при температуре кипения в течение дней или недель: [ 14 ]
- FeCl
3 + 2 ч
2 O → FeOOH (т) + 3 HCl (г)
(Тот же процесс применялся к нитрату железа (III) Fe (NO
3 )
3 или перхлорат Fe(ClO
4 )
3 раствора дают вместо частиц α- Fe
22О
3 . [ 14 ] )
Другой аналогичный путь - разложение нитрата железа (III), растворенного в стеариновой кислоте , при температуре около 120 ° C. [ 15 ]
Оксигидроксид, полученный из хлорида железа, обычно представляет собой β-полиморфную модификацию (акаганеит), часто в виде тонких иголок. [ 14 ] [ 16 ]
Оксигидроксид также можно получить твердофазным превращением из хлорида железа (II) тетрагидрата FeCl.
2 · 4 часа
2О . [ 6 ]
Соединение также легко образуется при гидроксида железа (II) контакте с воздухом:
- 4 Fe(ОН)
2 + О
2 → 4 FeOOH + 2 H
22О
Гидроксид железа(II) также можно окислить перекисью водорода в присутствии кислоты:
- 2 Fe(ОН)
2 + Ч
22О
2 → 2 Fe(OH)
3
См. также
[ редактировать ]- Ржавчина
- Оксид железа
- Желтый мальчик , желтый осадок при кислых стоках, таких как шахтные отходы, затем нейтрализуется.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Константы произведения растворимости при 25 oC» . Архивировано из оригинала 26 февраля 2015 г. Проверено 23 февраля 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с А. Л. Маккей (1960): «β-оксигидроксид железа». Минералогический журнал ( Журнал Минералогического общества ), том 32, выпуск 250, страницы 545-557. два : 10.1180/минмаг.1960.032.250.04
- ^ Перейти обратно: а б КАС , КИ 77492
- ^ «Берналит» .
- ^ «Список минералов» . 21 марта 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б А. Л. Маккей (1962): «β-Оксигидроксид железа — акаганеит», Минералогический журнал ( Журнал Минералогического общества ), том 33, выпуск 259, страницы 270–280. два : 10.1180/minmag.1962.033.259.02
- ^ К. Ремазей и Ф. Рефе (2007): «Об образовании β-FeOOH (акаганеита) в хлоридсодержащих средах». Наука о коррозии , том 49, выпуск 2, страницы 844-857. дои : 10.1016/j.corsci.2006.06.003
- ^ Макихерн, Скотт (1996): «Начало железного века к северу от гор Мандара, Камеруна и Нигерии» . В Ин Пвити, Гилберт и Сопер, Роберт (редакторы) (1996) Аспекты африканской археологии: материалы десятого Панафриканского конгресса University of Zimbabwe Press, Хараре, Зимбабве, ISBN 978-0-908307-55-5 , страницы 489-496. Архивировано здесь 11 марта 2012 г.
- ^ Диоп-Маес, Луиза Мари (1996): «La questions de l'Âge dufer en Afrique» («Вопрос железного века в Африке») . Анк , том 4/5, страницы 278-303. Архивировано 25 января 2008 г.
- ^ Связующие фосфаты оксида железа (GFO)
- ^ 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 загрязненных водных сред». Журнал промышленной и инженерной химии , том 23, страницы 33-43. дои : 10.1016/j.jiec.2014.07.039
- ^ Перейти обратно: а б Тим Грундл и Джим Делвич (1993): «Кинетика осаждения оксигидроксида железа». Журнал загрязняющей гидрологии , том 14, выпуск 1, страницы 71–87. два : 10.1016/0169-7722(93)90042-Q
- ^ К. Х. Гайер и Лео Вунтнер (1956): «Растворимость гидроксида железа и гидроксида железа в кислых и основных средах при 25 °». Журнал физической химии , том 60, выпуск 11, страницы 1569–1571. два : 10.1021/j150545a021
- ^ Перейти обратно: а б с Эгон Матиевич и Пол Шайнер (1978): «Золи гидрооксидов 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. два : 10.1016/S0021-9797(78)80011-3
- ^ Дэн Ли, Сяохуэй Ван, Ган Сюн, Люд Лу, Сюйцзе Ян и Синь Ван (1997): «Новый метод приготовления ультрадисперсного Fe
22О
3 через гидратированный нитрат железа (III)». Journal of Materials Science Letters, том 16, страницы 493–495. два : 10.1023/A:1018528713566 - ^ Дональд О. Уиттемор и Дональд Ленгмюр (1974): «Микрочастицы оксигидроксида железа в воде». Перспектива гигиены окружающей среды , том 9, страницы 173-176. дои : 10.1289/ehp.749173