電気化学的に酸化された鉄(錆) 燃焼中の鉄スポンジは空気中の酸素と反応し、酸化鉄(II,III)を生成する。 酸化鉄は 鉄 と酸素 からなる化学化合物 である。いくつかの酸化鉄 が知られている。それらはしばしば非化学量論的 である。オキシ水酸化鉄は 関連する化合物群であり、おそらく最もよく知られているのは錆 である。[ 1 ]
酸化鉄とオキシ水酸化鉄は自然界に広く存在し、多くの地質学的および生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしています。これらは鉄鉱石 、顔料 、触媒 、テルミット反応 などに用いられ、ヘモグロビン にも含まれています。酸化鉄は安価で耐久性のある顔料として、塗料、コーティング剤、着色コンクリートなどに使用されます。一般的に入手可能な色は、黄色、オレンジ、赤、茶、黒といった範囲の中でも、土っぽい 色合いが中心です。食品着色料として使用する場合は、E番号 E172が付与されます。
塗料 の初期の用途は純粋に装飾目的でした。そのため、接着剤を含まない顔料(主に酸化鉄で構成されている)が、紀元前15,000年頃のアジア の一部の先史時代の洞窟壁画 に使用されました。[ 2 ]
化学量論 酸化鉄顔料。茶色は鉄の酸化状態が+3であることを示しています。 石灰岩コアサンプルに見られる緑色と赤褐色の染みは、それぞれFe 2+ とFe 3+ の酸化物/水酸化物に対応している。 酸化鉄は、二価鉄 (Fe(II) )または三価鉄 (Fe(III) )、あるいはその両方の形態をとります。これらは八面体 または四面体の配位構造 をとります。地表で重要な役割を果たす酸化物はごく少数で、特にウスタイト、マグネタイト、ヘマタイトが挙げられます。
鉄(II) の酸化物Fe (II) とFe (III) の混合酸化物鉄(III) の酸化物Fe₂O₃ : 酸化鉄 ( III ) α - Fe₂O₃ :アルファ相 、ヘマタイト β - Fe₂O₃ :ベータ相 γ-Fe 2 O 3 :ガンマ相 、マグヘマイト ε - Fe₂O₃ :イプシロン相
酸化物-水酸化物 ゲータイト (α-FeOOH)アカガネアイト (β-FeOOH)レピドクロサイト (γ-FeOOH)フェロキシハイト (δ-FeOOH)フェリハイドライト (Fe 5 HO 8 · 4 H 2 O 近似値、または 5 Fe 2 O 3 · 9 H 2 O、FeOOH · 0.4 H 2 Oと書き換える方が適切)高圧下での黄鉄鉱構造のFeOOH。[ 8 ] 脱水 が始まると、この相はFeO2Hx(0 < x < 1)を形成する可能 性が ある 。[ 9 ] 緑色の錆 (Fe III x Fe II y OH 3 x + y − z (A − ) z ここで A − は Cl − または 0.5 SO 2− 4 )
反応 高炉 や関連工場では、酸化鉄が金属に変換されます。典型的な還元剤 はさまざまな形態の炭素です。代表的な反応は酸化鉄(III)から始まります。[ 10 ]
2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2
用途 鉄鉱石のほぼすべては酸化物であるため、その意味でこれらの物質は鉄金属とその多くの合金の重要な前駆体となる。
酸化鉄は重要な顔料 であり、さまざまな色(黒、赤、黄)があります。多くの利点の中でも、安価で、発色が鮮やかで、無毒です。[ 13 ]
磁鉄鉱 は磁気記録テープの構成要素の一つである。
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外部リンク Fe 2 O 3 に関する 4thNano-Oxides, Inc. からの情報。鉄のワンポット反応 酸化鉄顔料の統計と情報 CDC – NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド