stringtranslate.com

Оксид-гидроксид железа(III)

Оксид-гидроксид железа (III) или оксигидроксид железа [2] — это химическое соединение железа , кислорода и водорода с формулой FeO(OH) .

Соединение часто встречается в виде одного из его гидратов , FeO(OH) · n H2O [ржавчина]. Моногидрат FeO(OH) · H
2O часто называют гидроксидом железа (III) Fe(OH)
3, [3] гидратированный оксид железа , желтый оксид железа или пигмент желтый 42 . [3]

Природные явления

Минералы

Безводный гидроксид железа встречается в природе в виде чрезвычайно редкого минерала берналита, Fe(OH) 3 · nH2O ( n = 0,0–0,25). [4] [ 5] Оксигидроксиды железа, FeOOH , гораздо более распространены и встречаются в природе в виде структурно различных минералов (полиморфов), обозначаемых греческими буквами α, β, γ и δ.

Неминеральный

Гетит и лепидокрокит, оба кристаллизующиеся в орторомбической системе, являются наиболее распространенными формами оксигидроксида железа (III) и важнейшими минеральными носителями железа в почвах.

Минералоиды

Оксигидроксид железа(III) является основным компонентом других минералов и минералоидов :

Характеристики

Цвет оксигидроксида железа(III) варьируется от желтого до темно-коричневого и черного в зависимости от степени гидратации, размера и формы частиц, а также кристаллической структуры.

Структура

Кристаллическая структура β- FeOOH (акаганеита) соответствует структуре голландита или BaMn.
8О
16. Элементарная ячейка тетрагональная с a = 1,048 и c = 0,3023 нм и содержит восемь формульных единиц FeOOH. Ее размеры составляют около 500 × 50 × 50 нм. Двойникование часто приводит к образованию частиц в форме шестиугольных звезд. [2]

Химия

При нагревании β- FeOOH разлагается и перекристаллизовывается в α- Fe
2О
3( гематит ). [2]

Использует

Лимонит , смесь различных гидратов и полиморфов оксигидроксида железа, является одной из трех основных железных руд , которая используется по крайней мере с 2500 г. до н.э. [8] [9]

Желтый оксид железа, или пигмент желтый 42, одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) для использования в косметике и используется в некоторых чернилах для татуировок .

Оксид-гидроксид железа также используется при обработке аквариумной воды в качестве связующего фосфата . [10]

Наночастицы оксида-гидроксида железа были изучены как возможные адсорбенты для удаления свинца из водной среды. [11]

Медикамент

Полимальтоза железа применяется при лечении железодефицитной анемии .

Производство

Оксигидроксид железа (III) выпадает в осадок из растворов солей железа (III) при pH от 6,5 до 8. [12] Таким образом, оксигидроксид можно получить в лаборатории путем реакции соли железа (III), такой как хлорид железа или нитрат железа , с гидроксидом натрия : [13]

FeCl
3+ 3 NaOH → Fe(OH)
3+ 3 NaCl
Fe(NO
3)
3+ 3 NaOH → Fe(OH)
3+ 3 NaNO
3

Фактически, при растворении в воде чистый FeCl
3гидролизуется в некоторой степени, образуя оксигидроксид и делая раствор кислым: [12 ]

FeCl
3+ 2 ч.
2O ↔ FeOOH + 3 HCl

Следовательно, это соединение можно также получить путем разложения кислых растворов хлорида железа(III), выдерживаемых вблизи точки кипения в течение дней или недель: [14]

FeCl
3+ 2 ч.
2O → FeOOH (т) + 3 HCl (г)

(Тот же процесс применяется к нитрату железа (III) Fe(NO
3)
3или перхлорат Fe(ClO
4)
3растворы дают вместо этого частицы α- Fe
2О
3. [14] )

Другим похожим путем является разложение нитрата железа (III), растворенного в стеариновой кислоте при температуре около 120 °C. [15]

Оксигидроксид, полученный из хлорида железа, обычно представляет собой β-полиморф (акаганеит), часто в форме тонких игл. [14] [16]

Оксигидроксид также может быть получен путем твердофазного превращения из тетрагидрата хлорида железа (II) FeCl
2·4 ч.
2О. [6 ]

Соединение также легко образуется при контакте гидроксида железа(II) с воздухом:

4 Fe(ОН)
2+ О
2→ 4 FeOOH + 2 H
2О

Гидроксид железа(II) также может быть окислен пероксидом водорода в присутствии кислоты:

2 Fe(ОН)
2+ Н
2О
2→ 2 Fe(ОН)
3

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Константы произведения растворимости при 25 oC". Архивировано из оригинала 2015-02-26 . Получено 2015-02-23 .
  2. ^ abc AL Mackay (1960): "β-Оксигидроксид железа". Mineralogic Magazine ( Журнал минералогического общества ), том 32, выпуск 250, страницы 545-557. doi :10.1180/minmag.1960.032.250.04
  3. ^ ab CAS 51274-00-1 , CI 77492
  4. ^ "Берналит".
  5. ^ «Список минералов». 21 марта 2011 г.
  6. ^ ab AL Mackay (1962): "β-Оксигидроксид железа — акаганеит", Mineralogic Magazine ( Журнал Минералогического общества ), том 33, выпуск 259, страницы 270-280 doi :10.1180/minmag.1962.033.259.02
  7. ^ C. Rémazeilles и Ph. Refait (2007): "Об образовании β-FeOOH (акаганеита) в хлоридсодержащих средах". Corrosion Science , том 49, выпуск 2, страницы 844-857. doi :10.1016/j.corsci.2006.06.003
  8. ^ MacEachern, Scott (1996): "Iron Age beginnings north of Mandara Mountains, Cameroon and Nigeria". В In Pwiti, Gilbert and Soper, Robert (редакторы) (1996) Aspects of African Archaeology: Proceedings of the Tenth Pan-African Congress University of Zimbabwe Press, Harare, Zimbabwe, ISBN 978-0-908307-55-5 , страницы 489-496. Архивировано здесь 11.03.2012. 
  9. ^ 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.
  10. ^ Связующие фосфаты на основе гидроксида железа (GFO)
  11. ^ Safoora Rahimi, Rozita M. Moattari, Laleh Rajabi, Ali Ashraf Derakhshan и Mohammad Keyhani (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. doi :10.1016/j.jiec.2014.07.039
  12. ^ ab Тим Грундл и Джим Делвич (1993): "Кинетика осаждения оксигидроксида железа". Журнал Contaminant Hydrology , том 14, выпуск 1, страницы 71-87. doi :10.1016/0169-7722(93)90042-Q
  13. ^ KH Gayer и Leo Woontner (1956): «Растворимость гидроксида железа и гидроксида железа в кислых и основных средах при 25°». Журнал физической химии , том 60, выпуск 11, страницы 1569–1571. doi :10.1021/j150545a021
  14. ^ abc Эгон Матиевич и Пол Шайнер (1978): "Золь гидроксида железа: III. Приготовление однородных частиц гидролизом растворов хлорида, нитрата и перхлората железа (III)". Журнал коллоидной и интерфейсной науки , том 63, выпуск 3, страницы 509-524. doi :10.1016/S0021-9797(78)80011-3
  15. ^ Дэн Ли, Сяохуэй Ван, Ган Сюн, Люд Лу, Сюйцзе Ян и Синь Ван (1997): «Новый метод приготовления ультрадисперсного Fe
    2    О
    3    через гидратированный нитрат железа(III)». Журнал Materials Science Letters , том 16, страницы 493–495 doi :10.1023/A:1018528713566
  16. ^ Дональд О. Уиттемор и Дональд Ленгмюр (1974): "Микрочастицы оксигидроксида железа в воде". Перспектива охраны окружающей среды , том 9, страницы 173-176. doi :10.1289/ehp.749173