Оксид железа(II,III)

Оксид железа(II,III)
Общие
Систематическое наименование	Оксид железа(II,III)
Традиционные названия	закись-окись железа
Химическая формула	Fe3O4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	чёрные кристаллы
Молярная масса	231,54 г/моль
Плотность	5,11; 5,18 г/см³
Твёрдость	5,6-6,5
Термические свойства
Температура плавления	разл. 1538; 1590; 1594 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	144,63 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-1120 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1317-61-9
Рег. номер PubChem	16211978
SMILES	O1[Fe]2O[Fe]O[Fe]1O2
ChEBI	CHEBI:50821

Оксид железа(II,III) — неорганическое соединение, двойной оксид металла железа с формулой Fe₃O₄ или FeO•Fe₂O₃, чёрные кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидрат.

Получение

• В природе встречаются большие залежи минерала магнетита — Fe₃O₄ с различными примесями.

• Сжигание порошкообразного железа на воздухе:

$\mathsf{3Fe + 2O_2 \xrightarrow{150-600^oC}\ Fe_3O_4 }$

• Действие перегретого пара на железо:

$\mathsf{3Fe + 4H_2O \xrightarrow{800^oC}\ Fe_3O_4 + 4H_2 }$

• Осторожное восстановление оксида железа(III) водородом:

$\mathsf{3Fe_2O_3 + H_2 \xrightarrow{400^oC}\ 2Fe_3O_4 + H_2O }$

Физические свойства

Оксид железа(II,III) образует чёрные кристаллы кубической сингонии, пространственная группа F d3m, параметры ячейки a = 0,844 нм, Z = 8. При 627°С α-форма переходит в β-форму.

Ферромагнетик с точкой Кюри 900°С. Обладает высокой электрической проводимостью.

Образует кристаллогидрат состава Fe₃O₄•2H₂O.

Химические свойства

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{2Fe_3O_4 \xrightarrow{1538^oC}\ 6FeO + O_2 }$

• Реагирует с разбавленными кислотами:

$\mathsf{Fe_3O_4 + 8HCl \xrightarrow{}\ FeCl_2 + 2FeCl_3 + 4H_2O }$

• Реагирует с концентрированными окисляющими кислотами:

$\mathsf{Fe_3O_4 + 10HNO_3 \xrightarrow{}\ 3Fe(NO_3)_3 + NO_2\uparrow + 5H_2O }$

• Реагирует с щелочами при сплавлении:

$\mathsf{Fe_3O_4 + 14NaOH \xrightarrow{400-500^oC}\ Na_3FeO_3 + 2Na_5FeO_4 + 7H_2O }$

• Окисляется кислородом воздуха:

$\mathsf{4Fe_3O_4 + O_2 \xrightarrow{450-600^oC}\ 6Fe_2O_3 }$

• Восстанавливается водородом и монооксидом углерода:

$\mathsf{Fe_3O_4 + 4H_2 \xrightarrow{1000^oC}\ 3Fe + 4H_2O }$

$\mathsf{Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{700^oC}\ 3Fe + 4CO_2 }$

• Конпропорционирует при спекании с железом

$\mathsf{Fe_3O_4 + Fe \xrightarrow{900-1000^oC}\ 4FeO }$

Применение

• Изготовление специальных электродов.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.-Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.