Оксид железа(III)

Окси́д желе́за(III) (окись железа, колькотар, гематит, крокус; химическая формула — Fe₂O₃) — сложный неорганический солеобразующий оксид железа со степенью окисления железа +3.

Оксид железа​(III)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид железа​(III)​
Традиционные названия	окись железа, колькотар, крокус, железный сурик, гематит
Хим. формула	Fe2O3
Рац. формула	Fe2O3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	159,69 г/моль
Плотность	5,242 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	1566 °C
• кипения	1987 °C
Давление пара	0 Па[1]
Классификация
Рег. номер CAS	1309-37-1
PubChem	518696
Рег. номер EINECS	215-168-2
SMILES	[Fe+3].[Fe+3].[O-2].[O-2].[O-2]
InChI	InChI=1S/2Fe.3O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E172(ii)
RTECS	NO7400000
ChEBI	50819
ChemSpider	14147
Безопасность
NFPA 704	0 0 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Оксид железа(III) в виале

Физические свойства

В ромбоэдральной альфа-фазе оксид железа является антиферромагнетиком ниже температуры 260 К; от этой температуры и до 960 K α-Fe₂O₃ — слабый ферромагнетик^[2]. Кубическая метастабильная гамма-фаза γ-Fe₂O₃ (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 Fe₂O₃ и лимонит Fe₂O₃·nH₂O

Применение

Применяется при выплавке чугуна в доменном процессе, катализатор в производстве аммиака, компонент керамики, цветных цементов и минеральных красок^[3], при термитной сварке стальных конструкций, как носитель аналоговой и цифровой информации (напр. звука и изображения) на магнитных лентах (ферримагнитный γ-Fe₂O₃), как полирующее средство (красный крокус) 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^[4].

См. также

• Оксиды железа
• Железный сурик

Примечания

1. http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0549.html
2. Greedon J. E. Magnetic oxides // Encyclopedia of Inorganic chemistry (неопр.) / R. Bruce King (Ed.). — New York: John Wiley & Sons, 1994. — ISBN 0-471-93620-0.
3. Природные с примесями разновидности оксида Fe₂O₃ применяются в качестве жёлтых (охра), красных (мумия) и коричневых (умбра) пигментов для красок.
   См. также Вивианит (синяя охра).
4. Э. Х. КАРИМОВ, Л. З. КАСЬЯНОВА, Э. М. МОВСУМЗАДЕ, Р. Р. ДАМИНЕВ, О. Х. КАРИМОВ. Закономерности дезактивации железоокисного катализатора дегидрирования метилбутенов в изопрен в промышленных адиабатических реакторах // НЕФТЕХИМИЯ. — 1954-01-01. — Вып. 3. — С. 2014. — ISSN 0028-2421. Архивировано 11 июля 2020 года.

Литература

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