железа оксиды

ЖЕЛЕЗА ОКСИДЫ

Оксид FeO (в технике — вюстит). В кристаллич. решетке вюстита имеются вакантные узлы, и его состав отвечает формуле Fe_xO, где х = 0,89–0,95; уравнение температурной зависимости давления разложения: lg p(O₂, в мм рт. ст.) = — 26730/T+ 6,43 (T > 1813 К); см. также табл. В воде практически не раств., хорошо раств. в кислотах, растворах щелочей. Легко окисляется; пирофорен. После прокаливания хим. активность и пирофорность FeO снижаются.

В природе — чрезвычайно редкий минерал иоцит. Получают восстановлением Fe₂O₃ водородом либо CO или при прокаливании в атмосфере N₂ 2FeC₂O₄.3H₂O.

Сесквиоксид Fe₂O₃ существует в трех полиморфных модификациях: наиб. устойчивая а (минерал гематит), γ (маггемит, оксимагнетит) и d (с тригональной кристаллической решеткой); температуры перехода a : γ 677 °C, g : d 777 °C; ΔH⁰ перехода α : γ 0,67 кДж/моль. Для модификации α-Fe₂O₃ уравнение температурной зависимости давления разложения: lg p(O₂, в мм рт. ст.) = — 10291/T+ 5,751gT — 1,09∙10⁻³Т −0,75∙10⁵Т⁻² — 12,33; раств. в соляной и серной кислотах, слабо — в HNO₃; парамагнетик, точка Нееля 953 К. Модификации γ- и d-Fe₂O₃ ферримагнитны; γ-Fe₂O₃образуется при низкотемпературном окислении Fe₃O₄ и Fe, d-Fe₂O₃ м. б. получен при гидролизе и окислении растворов солей Fe(II).

Оксид Fe(II,III) — соед. формулы Fe₃O₄, или FeO.Fe₂O₃, Fe^II(Fe^IIIO₂)₂ (минерал магнетит), при нагр. разлагается; при 627 °C α-форма переходит в β; уравнение температурной зависимости давления разложения: lgp(O₂, в мм рт. ст.) = = — 33265/Т+ 13,37 (Т > 843 К); ферримагнетик, точка Кюри 900 К; отличается высокой электрич. проводимостью. Раств. в кислотах с образованием солей Fe(II) и Fe(III), прокаленный при 1200–1300 °C прир. магнетит практически не раств. в кислотах и их смесях. При нагр. на воздухе окисляется до Fe₂O₃. Получают действием водяного пара на раскаленное железо, восстановлением Fe₂O₃, окислением FeO.

Ж. о. соответствует ряд гидроксидов. Гидроксид Fe(OH)₂ образуется при действии щелочи на водные растворы солей Fe(II); быстро окисляется до FeO(OH). Растворимость в воде 0,00015 г в 100 г (18 °C), раств. в кислотах, растворах щелочей с образованием гидроксоферратов(II), напр. Na₂[Fe(OH)₄], и растворах NH₄Cl.

Гидроксиды Fe(III) образуют в природе ряд бурых железняков: гидрогематит Fe₂O₃.0,1H₂O (твердый раствор воды в гематите), турьит 2Fe₂O₃.H₂O (тонкая мех. смесь гётита и гидрогематита), гётит α-FeO(OH), или Fe₂O₃.H₂O, лепидокрокит γ-FeO(OH), гидрогётит 3Fe₂O₃.4H₂O, лимонит 2Fe₂O₃.3H₂O, ксантосидерит Fe₂O₃.2H₂O и лимнит Fe₂O₃.3H₂O (твердые растворы воды в гётите ).

Лимнит совпадает по составу с искусств. гидрогелем Fe(OH)₃, получаемым осаждением щелочью из растворов солей Fe(III). При прокаливании гидроксиды Fe превращаются в α-Fe₂O₃.

Гидроксид Fe(OH)₃ — очень слабое основание; амфотерен, при оглавлении со щелочами или основными оксидами образуют соли не выделенной в своб. состоянии железистой кислоты НFeO₂ — ферраты(Ш), или ферриты, напр. NaFeO₂. При окислении Fe(OH)₃ в щелочной среде сильными окислителями образуются соли не существующей железной кислоты H₂FeO₄ (триоксид FeO₃ также неизвестен) — ферраты(VI), напр. K₂FeO₄, — красно-фиолетовые кристаллы; при 120–200 °C разлагаются на Fe₂O₃, M₂O и O₂; более сильные окислители, чем KMnO₄.

Прир. оксиды и гидроксиды Fe — сырье в производстве Fe, природные и синтетические — минер. пигменты (см. железная слюдка, железооксидные пигменты, железный сурик, мумия, охры, умбра); FeO — промежут. продукт в производстве Fe и ферритов, компонент керамики и термостойких эмалей; α-Fe₂O₃ — компонент футеровочной керамики, цемента, термита, поглотит. массы для очистки газов, полирующего материала (крокуса), используют для получения ферритов; γ-Fe₂O₃ — рабочий слой магн. лент; Fe₃O₄- материал для электродов при электролизе хлоридов щелочных металлов, компонент активной массы щелочных аккумуляторов, цветного цемента, футеровочной керамики, термита; Fe(OH)₂-промежут. продукт при получении Ж. о. и активной массы железоникелевых аккумуляторов; Fe(OH)₃ — компонент поглотительной массы для очистки газов, катализатор в орг. синтезе.

^{Лит.: см. при ст. железо.}

_{Е. Ф. Вегман}